基于STEVAL-BMS1T的隔离式SPI通信技术解析与应用指南-电子发烧友网

STMicroelectronics STEVAL-BMS1T SPI转隔离式SPI加密狗支持将SPI信号转换为隔离式SPI信号，从而将必要的电线数量从四根减至两根。ISOSPI协议提供差分通信，以确保更高的抗噪性和稳健性，适用于远距离通信。

数据手册：*附件：STMicroelectronics STEVAL-BMS1T SPI转隔离式SPI加密狗数据手册.pdf

特性

设有L99BM1T通用SPI转隔离式SPI双向收发器
通过GPIO或跳线进行主/从配置
四个可配置引脚，用于SPI协议
两个可配置引脚，用于转换信号的振幅和频率 (ISOSPI)
尺寸：85 mm x 30 mm

功能框图

布局

基于STEVAL-BMS1T的隔离式SPI通信技术解析与应用指南‌

STMicroelectronics推出的STEVAL-BMS1T是一款创新型SPI转隔离SPI的接口转换模块，其核心基于L99BM1T双向收发器，专为需要高噪声抗扰度和长距离通信的工业场景设计。该评估板通过创新的ISOSPI协议将传统4线SPI简化为2线差分通信，同时保持完整的双向数据传输能力，在电池管理系统（BMS）、工业自动化等领域具有显著优势。

一、核心特性与工作原理

‌协议转换能力‌
- 支持标准SPI（4线：SCK/SDI/SDO/NCS）与隔离SPI（2线差分：ISOP/ISOM）双向转换
- 内置L99BM1T收发器，可配置为主机或从机模式（通过NSLAVE引脚或跳线选择）
- 兼容8-64位任意SPI帧格式，主机模式下可编程时钟频率（250kHz/1MHz/4MHz/8MHz）
‌增强型通信性能‌
- 差分信号传输提供共模噪声抑制能力，通信距离可达10米以上
- 支持信号幅度调节（TXAMP引脚）与频率配置（ISOFREQ引脚），适配不同传输环境
‌硬件设计亮点‌
- 板载USBLC6-2SC6Y保护芯片，防止ESD损坏
- 采用85mm×30mm紧凑布局，集成状态指示灯（红/黄/蓝/绿LED）和故障检测电路

二、典型应用电路设计要点

‌1. 接口配置示例‌

‌主机模式‌：将JP1跳线设为VIO，NSLAVE引脚拉高，SPI时钟由L99BM1T内部生成
‌从机模式‌：JP1跳线接地，SPI时钟由外部控制器提供（最高支持10MHz）

‌2. 关键外围电路‌

‌电源滤波‌：VDD引脚需并联100nF陶瓷电容与1μF钽电容（见图2中C4/C6）
‌阻抗匹配‌：ISOP/ISOM差分线建议串联100Ω电阻（R26/R27等）以消除反射
‌ESD防护‌：USB接口配置680Ω限流电阻（R6/R7）与TVS管（D1）

‌基于STEVAL-BMS1T的隔离式SPI通信技术解析与应用指南‌

一、核心特性与工作原理

‌协议转换能力‌
- 支持标准SPI（4线：SCK/SDI/SDO/NCS）与隔离SPI（2线差分：ISOP/ISOM）双向转换
- 内置L99BM1T收发器，可配置为主机或从机模式（通过NSLAVE引脚或跳线选择）
- 兼容8-64位任意SPI帧格式，主机模式下可编程时钟频率（250kHz/1MHz/4MHz/8MHz）
‌增强型通信性能‌
- 差分信号传输提供共模噪声抑制能力，通信距离可达10米以上
- 支持信号幅度调节（TXAMP引脚）与频率配置（ISOFREQ引脚），适配不同传输环境
‌硬件设计亮点‌
- 板载USBLC6-2SC6Y保护芯片，防止ESD损坏
- 采用85mm×30mm紧凑布局，集成状态指示灯（红/黄/蓝/绿LED）和故障检测电路

二、典型应用电路设计要点

‌1. 接口配置示例‌

‌主机模式‌：将JP1跳线设为VIO，NSLAVE引脚拉高，SPI时钟由L99BM1T内部生成
‌从机模式‌：JP1跳线接地，SPI时钟由外部控制器提供（最高支持10MHz）

‌2. 关键外围电路‌

‌电源滤波‌：VDD引脚需并联100nF陶瓷电容与1μF钽电容（见图2中C4/C6）
‌阻抗匹配‌：ISOP/ISOM差分线建议串联100Ω电阻（R26/R27等）以消除反射
‌ESD防护‌：USB接口配置680Ω限流电阻（R6/R7）与TVS管（D1）

三、设计注意事项

‌信号完整性‌
- 差分走线应保持等长，间距≤2倍线宽
- 避免ISOSPI线路与功率线路平行走线
‌热管理‌
- 连续工作电流超过1A时需增加散热铜箔
- 芯片结温不应超过150℃（L99BM1T的RθJA=50℃/W）
‌固件适配‌
- 主机模式下需通过SPICLKFREQ引脚设置时钟频率
- CPOL/CPHA相位需与从设备严格同步（BNE/CPOL和TXEN/CPHA引脚控制）