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为什么以及如何使用串行外设接口来简化多个设备之间的连接

2513692 2022-11-25 | pdf | 340.13KB | 次下载 | 免费

资料介绍

嵌入式系统使用一个或多个处理器或微控制器在更复杂的系统中执行专门的操作。这些嵌入式控制器需要与其他系统组件、传感器甚至其他控制器进行通信。复杂的串行接口和协议虽然司空见惯，但编程和故障排除可能过于困难，尤其是在与之通信的设备数量很少的情况下。嵌入式系统使用一个或多个处理器或微控制器在更复杂的系统中执行专门的操作。这些嵌入式控制器需要与其他系统组件、传感器甚至其他控制器进行通信。复杂的串行接口和协议虽然司空见惯，但编程和故障排除可能过于困难，尤其是在与之通信的设备数量很少的情况下。设计人员需要具有简单的设备到设备数字接口的微控制器、外围设备和传感器，这些接口可以高速处理任意长度的数据并消除复杂的协议相关编程任务。设计人员需要具有简单的设备到设备数字接口的微控制器、外围设备和传感器，这些接口可以高速处理任意长度的数据并消除复杂的协议相关编程任务。简单的解决方案是选择具有串行外设接口 (SPI) 的控制器，这是一种将控制器连接到一些本地外设 IC 或传感器的解决方案。它是一个简单的同步接口，使用硬件寻址并以高达 50 兆赫兹 (MHz) 的时钟速率运行。SPI 不使用需要寻址和状态检查的复杂协议。相反，它是一种用于快速数据传输的基本接口，没有更复杂的接口总线的编程开销。简单的解决方案是选择具有串行外设接口 (SPI) 的控制器，这是一种将控制器连接到一些本地外设 IC 或传感器的解决方案。它是一个简单的同步接口，使用硬件寻址并以高达 50 兆赫兹 (MHz) 的时钟速率运行。SPI 不使用需要寻址和状态检查的复杂协议。相反，它是一种用于快速数据传输的基本接口，没有更复杂的接口总线的编程开销。本文将介绍 SPI 接口的基础知识，包括许多操作模式。然后将介绍具有 SPI 接口的微控制器和其他设备，并展示如何应用它。本文将介绍 SPI 接口的基础知识，包括许多操作模式。然后将介绍具有 SPI 接口的微控制器和其他设备，并展示如何应用它。什么是 SPI？什么是 SPI？SPI 由 Motorola（现为 NXP Semiconductors 的一部分）于 1985 年左右开发。它是一种用于短距离、设备到设备通信的同步串行接口。从那时起，它已成为许多半导体制造商采用的事实上的标准，尤其是在微处理器和微控制器中。SPI 由 Motorola（现为 NXP Semiconductors 的一部分）于 1985 年左右开发。它是一种用于短距离、设备到设备通信的同步串行接口。从那时起，它已成为许多半导体制造商采用的事实上的标准，尤其是在微处理器和微控制器中。SPI 受欢迎的原因是它的许多优点。首先是它是一个简单的硬件寻址接口，可为传输的位数提供完全的灵活性。它使用具有单个主机的主从模型，并且可以使用以高达 50 MHz 的时钟速度运行的全双工通信来处理多个从属设备。它不使用标准协议，仅传输数据包，非常适合传输长数据流。SPI 受欢迎的原因是它的许多优点。首先是它是一个简单的硬件寻址接口，可为传输的位数提供完全的灵活性。它使用具有单个主机的主从模型，并且可以使用以高达 50 MHz 的时钟速度运行的全双工通信来处理多个从属设备。它不使用标准协议，仅传输数据包，非常适合传输长数据流。SPI 最多使用四根信号线（图 1）。主设备（通常是处理器或控制器）提供并控制时钟 (SCK) 和片选 (CS) 线。完全多路复用操作由数据线 Master Out Slave In (MOSI) 和 Master In Slave Out (MISO) 处理。在简单的单主机、单从配置中，片选线可以被取消，CS 输入到从机强制为使能逻辑状态。如果从设备只能发送数据（半双工通信），那么也可以取消MOSI线，进一步减少信号计数。数据由时钟信号输出，数据传输类似于移位寄存器，每个时钟移出一位。SPI 最多使用四根信号线（图 1）。主设备（通常是处理器或控制器）提供并控制时钟 (SCK) 和片选 (CS) 线。完全多路复用操作由数据线 Master Out Slave In (MOSI) 和 Master In Slave Out (MISO) 处理。在简单的单主机、单从配置中，片选线可以被取消，CS 输入到从机强制为使能逻辑状态。如果从设备只能发送数据（半双工通信），那么也可以取消MOSI线，进一步减少信号计数。