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[導(dǎo)讀]設(shè)計(jì)之前先了解基本知識(shí)和工作原理概述:SPI(SerialPerripheralInterface),中文是串行外圍設(shè)備接口,由Motorola公司開(kāi)發(fā)并推出的一種串行通訊接口,一般主要應(yīng)用在MCU和外圍設(shè)備之間的通訊,廣泛應(yīng)用在Flash,模數(shù)轉(zhuǎn)換器,通訊模塊等外圍芯片或者模塊...

設(shè)計(jì)之前先了解基本知識(shí)和工作原理


概述:SPI(Serial Perripheral Interface),中文是串行外圍設(shè)備接口,由Motorola 公司開(kāi)發(fā)并推出的一種串行通訊接口,一般主要應(yīng)用在MCU和外圍設(shè)備之間的通訊,廣泛應(yīng)用在Flash,模數(shù)轉(zhuǎn)換器,通訊模塊等外圍芯片或者模塊與MCU之間的通訊。


特點(diǎn):高速(1.受限于最大時(shí)鐘頻率2.受限于CPU處理SPI數(shù)據(jù)的能力;3受限于PCB走線);

全雙工(兩個(gè)數(shù)據(jù)線可以同時(shí)收發(fā));

主從模式(既可當(dāng)主機(jī)又可當(dāng)從機(jī)工作);

提供頻率可編程時(shí)鐘;


接口:SCK: Serial Clock,作用是主設(shè)備往從設(shè)備傳輸時(shí)鐘信號(hào),控制數(shù)據(jù)交換及速率;

SS/CS:Slave Select/Chip Select,用于主設(shè)備片選從設(shè)備,由主設(shè)備控制;

SDO/MOSI:Serial Data Output/Master Out Slave In,作用是SPI設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù);

SDI/MISO: Serial Data Input/Master In Slave Out,作用是SPI設(shè)備接收數(shù)據(jù);


工作模式:有四種工作模式,工作模式是根據(jù)CPOL和CPHA邏輯配置而定的。

SPI主模塊和與之通信的外設(shè)備時(shí)鐘相位和極性應(yīng)該一致。

時(shí)鐘極性CPOL(Clock POLarity):配置為0時(shí)SPI總線空閑為低電平,配置為1時(shí)SPI

總線空閑為高電平;

時(shí)鐘相位CPHA(Clock PHAse):配置為0時(shí)在SCK第一個(gè)跳變沿采樣(上升或下降),

配置為1時(shí)在SCK第二個(gè)跳變沿采樣(上升或下降);

工作模式0:當(dāng)CPHA=0、CPOL=0時(shí)


SPI工作原理詳解及硬件電路設(shè)計(jì)

工作模式1:當(dāng)CPHA=1、CPOL=0時(shí)


SPI工作原理詳解及硬件電路設(shè)計(jì)

工作模式2:當(dāng)CPHA=0、CPOL=1時(shí)


SPI工作原理詳解及硬件電路設(shè)計(jì)

工作模式3:當(dāng)CPHA=1、CPOL=1時(shí)

SPI工作原理詳解及硬件電路設(shè)計(jì)


硬件電路設(shè)計(jì)

系統(tǒng)物理連接:SCK—SCK SDO/MOSI—SDI/MISO SS/CS—SS/CS

SPI工作原理詳解及硬件電路設(shè)計(jì)


實(shí)際電路設(shè)計(jì):

1.信號(hào)線和時(shí)鐘線串電阻:終端阻抗匹配:高速信號(hào)一般在電路的終端串接小電阻用于阻抗的匹配,TTL

信號(hào)阻抗約13,串接33Ω即可,防信號(hào)完整性問(wèn)題;

過(guò)ESD測(cè)試:用于過(guò)ESD測(cè)試;

接口防護(hù):當(dāng)信號(hào)線連接外部接口時(shí),在接插件拔插瞬間可能會(huì)有高壓,串接電阻可保護(hù)IO;


2. 片選信號(hào):是否要接上拉電阻或者下拉電阻,看具體規(guī)格書(shū)要求;

3. 線能粗則粗,能短則短。減小線路寄生電容,電感(走線長(zhǎng)度小于波長(zhǎng)的20分之一,最長(zhǎng)不要超過(guò)75cm;

4. 可以走弧形線就走弧形線;

5. 嚴(yán)格用地包絡(luò)屏蔽;

6. 如果要求嚴(yán)格的話,可以把時(shí)鐘線和數(shù)據(jù)線分開(kāi);

SPI工作原理詳解及硬件電路設(shè)計(jì)


信號(hào)測(cè)試:

1.高低電平值;

2.最大和最新的過(guò)沖;

3.正回沖和負(fù)回沖;


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