SPI匯流排協議

2021-06-11 01:19:29 字數 1993 閱讀 3534

spi是乙個環形匯流排結構

,由ss(cs)、sck、sdi、sdo構成,其時序其實很簡單,主要是在sck的控制下,兩個雙向移位暫存器進行資料交換。

假設下面的8位暫存器裝的是待傳送的資料10101010,上公升沿傳送、下降沿接收、高位先傳送。

那麼第乙個上公升沿來的時候 資料將會是sdo=1;暫存器=0101010x。下降沿到來的時候,sdi上的電平將所存到暫存器中去,那麼這時暫存器=0101010sdi,這樣在8個時鐘脈衝以後,兩個暫存器的內容互相交換一次。這樣就完成裡乙個spi時序。

例子:假設主機和從機初始化就緒:並且主機的sbuff=0xaa,從機的sbuff=0x55,下面將分步對spi的8個時鐘週期的資料情況演示一遍:假設上公升沿傳送資料

脈衝主機sbuff

從機sbuff

sdisdo

010101010

0101010100

1上0101010x

1010101x01

1下01010100

1010101101

2上1010100x

0101011x1

02下10101001

0101011010

3上0101001

x1010110x0

13下01010010

1010110101

4上1010010

x0101101x1

04下10100101

0101101010

5上0100101

x1011010x0

15下01001010

1011010101

6上1001010

x0110101x1

06下10010101

0110101010

7上0010101

x1101010x0

17下00101010

1101010101

8上0101010

x1010101x1

08下01010101

1010101010

這樣就完成了兩個暫存器8位的交換,上面的上表示上公升沿、下表示下降沿,sdi、sdo相對於主機而言的。其中ss引腳作為主機的時候,從機可以把它拉底被動選為從機,作為從機的是時候,可以作為片選腳用。根據以上分析,乙個完整的傳送週期是16位,即兩個位元組,因為,首先主機要傳送命令過去,然後從機根據主機的名準備資料,主機在下乙個8位時鐘週期才把資料讀回來

spi 匯流排是motorola公司推出的三線同步介面,同步序列3線方式進行通訊:一條時鐘線sck,一條資料輸入線mosi,一條資料輸出線miso;用於cpu與各種外圍器件進行全雙工、同步序列通訊。spi主要特點有:可以同時發出和接收序列資料;可以當作主機或從機工作;提供頻率可程式設計時鐘;傳送結束中斷標誌;寫衝突保護;匯流排競爭保護等。圖3示出spi匯流排工作的四種方式,其中使用的最為廣泛的是spi0和spi3方式(實線表示):

圖2   spi匯流排四種工作方式

spi模組為了和外設進行資料交換,根據外設工作要求,其輸出序列同步時鐘極性和相位可以進行配置,時鐘極性(cpol)對傳輸協議沒有重大的影響。如果cpol=0,序列同步時鐘的空閒狀態為低電平;如果cpol=1,序列同步時鐘的空閒狀態為高電平。時鐘相位(cpha)能夠配置用於選擇兩種不同的傳輸協議之一進行資料傳輸。如果cpha=0,在序列同步時鐘的第乙個跳變沿(上公升或下降)資料被取樣;如果cpha=1,在序列同步時鐘的第二個跳變沿(上公升或下降)資料被取樣。spi主模組和與之通訊的外設音時鐘相位和極性應該一致。spi介面時序如圖3、圖4所示。 二,

.spi功能模組的設計

根據功能定義及spi的工作原理,將整個ip core分為8個子模組:uc介面模組、時鐘分頻模組、傳送資料fifo模組、接收資料fifo模組、狀態機模組、傳送資料邏輯模組、接收資料邏輯模組以及中斷形式模組。

深入分析spi的四種傳輸協議可以發現,根據一種協議,只要對序列同步時鐘進行轉換,就能得到其餘的三種協議。為了簡化設計規定,如果要連續傳輸多個資料,在兩個資料傳輸之間插入乙個序列時鐘的空閒等待,這樣狀態機只需兩種狀態(空閒和工作)就能正確工作。

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