Giao tiếp ngoại vi nối tiếp hoặc SPI (Serial Peripheral Interface) là một trong những chuẩn đồng điệu thông liền để truyền tài liệu ngơi nghỉ chế độ tuy vậy công toàn phần (full – duplex) tức trong cùng một thời điểm rất có thể xẩy ra mặt khác quá trình truyền cùng dấn.

Bạn đang xem: Spi là gì


Giao tiếp nước ngoài vi tiếp liền (SPI) là 1 trong những loại giao thức thứ hạng Master – Slave cung ứng một giao diện chi phí đơn giản và dễ dàng cùng ngân sách thấp thân vi tinh chỉnh và những sản phẩm công nghệ ngoại vi của chính nó.

*

Bus giao tiếp SPI thường xuyên được áp dụng để giao tiếp vi giải pháp xử lý hoặc vi tinh chỉnh cùng với bộ nhớ nlỗi EEPROM, RTC (Đồng hồ nước thời gian thực), ADC (Analog to Digital Converter – Bộ biến đổi tương tự như sang trọng số), DAC (Digital-to-Analog Converter – Bộ biến hóa số lịch sự tương tự), thiết bị hiển thị nlỗi màn hình LCD, IC âm tkhô giòn, các loại cảm biến như ánh nắng mặt trời với áp suất, thẻ lưu giữ nhỏng MMC hoặc thẻ SD hoặc thậm chí còn các cỗ vi tinh chỉnh không giống.

Chúng ta đang thấy về UART trong bài bác trước. Trong UART (hoặc ngẫu nhiên cổng tiếp nối thông dụng nào) giao tiếp xẩy ra trê tuyến phố RX với TX, không tồn tại tín hiệu đồng hồ Có nghĩa là nó là một trong những tiếp xúc ko đồng điệu. Trong các loại tiếp xúc này, không tồn tại kiểm soát và điều hành dữ liệu được gửi hoặc liệu cỗ phân phát cùng bộ thu bao gồm cùng tốc độ dữ liệu hay là không.

Để khắc phục vấn đề đó, UART sử dụng các bit đồng bộ hóa Tức là bit bước đầu và bit chấm dứt cũng tương tự tốc độ truyền dữ liệu được thỏa thuận trước (thường xuyên là 9600 bps). Nếu tốc độ truyền của cục phân phát cùng cỗ thu không khớp, tài liệu được gửi từ bỏ bộ phân phát sẽ không cho được bộ thu đúng cách dán với dữ liệu cảm nhận là ko đúng mực.

*

Đối với giao tiếp khoảng cách nđính thêm, giao tiếp nối tiếp đồng hóa đã là tuyển lựa tốt rộng với trong số ấy giao tiếp ngoại vi tiếp nối hoặc SPI dành riêng là gạn lọc tốt nhất. khi họ nói truyền thông khoảng cách nlắp, nó thường xuyên tức là giao tiếp với cùng 1 đồ vật hoặc thân các lắp thêm trên và một board mạch in (PCB).

Loại giao thức truyền thông media đồng bộ thông suốt khác là I2C (Inter-Integrated Communication. Đối cùng với nội dung bài viết này, bọn họ vẫn triệu tập vào SPI. Quý Khách hoàn toàn có thể coi bài viết về giao thức I2C.

SPI là một kiểu truyền thông thông liền kiểu đồng bộ Tức là nó thực hiện dấu hiệu đồng hồ chuyên được dùng nhằm đồng nhất hóa cỗ vạc và cỗ thu hoặc Master với Slave sầu. Sở phát với bộ nhận được liên kết với dữ liệu lẻ tẻ với bộc lộ đồng hồ thời trang sẽ giúp cỗ thu Lúc search kiếm tài liệu trên bus.

*

Tín hiệu đồng hồ thời trang bắt buộc được cung ứng bởi vì Master tới Slave (hoặc tất cả những Slave sầu trong ngôi trường phù hợp thiết lập cấu hình các Slave). Có nhị nhiều loại cách thức kích hoạt bên trên biểu thị đồng hồ thời trang được áp dụng nhằm báo đến mặt nhận ra về dữ liệu: Kích hoạt cạnh và kích hoạt nút.

Kích hoạt thường được sử dụng tốt nhất là kích hoạt cạnh cùng tất cả nhị loại: cạnh lên (biến hóa từ bỏ rẻ lên rất cao bên trên đồng hồ) cùng cạnh xuống (biến hóa tự cao xuống thấp). Tùy thuộc vào phương pháp cỗ nhận được thông số kỹ thuật, lên phía trên phân phát hiện tại các cạnh, bộ thu sẽ kiếm tìm tìm tài liệu bên trên bus tài liệu từ bỏ bit tiếp theo sau.

Bởi vì cả biểu thị đồng hồ đeo tay và dữ liệu được gửi vì Master (hoặc bộ phát), chúng ta không nhất thiết phải lo lắng về vận tốc truyền tài liệu.

Điều tạo cho SPI trlàm việc bắt buộc thông dụng trong số giao thức truyền thông đồng điệu tiếp nối khác (hoặc bất kỳ giao tiếp tiếp nối nào) là nó hỗ trợ tốc độ truyền tài liệu bảo mật cao với phần cứng hơi dễ dàng và đơn giản y như tkhô nóng ghi dịch với ngân sách tương đối thấp.

SPI chuyển động như thế nào?

SPI hoặc tiếp xúc ngoại vi nối liền được Motorola cải tiến và phát triển vào trong thời gian 1980 như một hình ảnh tiêu chuẩn, chi phí phải chăng và an toàn và tin cậy giữa vi tinh chỉnh (Vi tinh chỉnh và điều khiển của Motorola thời điểm đầu) và các IC nước ngoài vi của chính nó.

Nhờ đồ họa đơn giản và dễ dàng, linch hoạt với dễ dàng thực hiện, SPI đang trở thành một tiêu chuẩn chỉnh và những đơn vị sản xuất cung cấp dẫn khác bước đầu áp dụng giao thức này trong số chip của mình.

Trong giao thức SPI, các thiết bị được liên kết vào một mối quan hệ Master – Slave sầu vào một đồ họa đa điểm. Trong nhiều loại hình ảnh này, một thiết bị được xem là Master của bus (hay là 1 trong những vi điều khiển) với tất cả các sản phẩm công nghệ không giống (IC nước ngoài vi hoặc thậm chí các vi tinh chỉnh và điều khiển khác) phần đông được xem là Slave.

Trong giao thức SPI, rất có thể chỉ gồm một trang bị Master nhưng các vật dụng Slave sầu.

Bus SPI bao hàm 4 biểu lộ hoặc chân. Chúng là

Master – Out / Slave sầu – In (MOSI tuyệt SI): cổng ra của mặt Master, cổng vào của bên Slave sầu, giành cho câu hỏi truyền dữ liệu tự sản phẩm công nghệ Master mang đến sản phẩm Slave sầu .Master – In / Slave sầu – Out (MISO xuất xắc SO): cổng vào của bên Master, cổng ra của bên Slave sầu, giành riêng cho câu hỏi truyền tài liệu từ bỏ thiết Slave mang lại sản phẩm Master.Serial Clochồng (SCK hay SCLK): xung giữ nhịp mang lại giao tiếp SPICPU Select (CS) hay Slave sầu Select (SS): lựa chọn chip

Lưu ý: Các công ty phân phối không giống nhau áp dụng thuật ngữ khác biệt mang lại bus SPI. Tsay đắm khảo datasheet để tìm hiểu báo cáo đúng chuẩn.

Bởi vày bus SPI được tiến hành bằng cách thực hiện 4 bộc lộ tuyệt 4 dây nên nhiều lúc nó được điện thoại tư vấn là chuẩn giao tiếp 4 dây (four-wire). Đầu tiên chúng ta hãy xem một hình ảnh dễ dàng thân một Master với một Slave sầu được kết nối bằng giao thức SPI với tiếp đến chúng ta sẽ mày mò về 4 dây này.

Tấm hình sau mô tả một trang bị Master (Sở xử lý) được liên kết cùng với đồ vật Slave sầu (Ngoại vi) sử dụng bus SPI.

*

Master – Out / Slave sầu – In hay MOSI, nhỏng thương hiệu cho biết thêm, là tài liệu được tạo ra vì Master với dấn vì chưng Slave. Do đó, những chân MOSI trên cả Master cùng Slave sầu được kết nối cùng nhau.

Master – In / Slave – Out hay MISO là dữ liệu được tạo ra do Slave cùng đề xuất được truyền cho tới Master.Các chân MISO bên trên cả Master và Slave sầu được liên kết với nhau. Mặc cho dù tín hiệu trong MISO được tạo nên vày Slave sầu, đường biểu hiện này được điều khiển vì Master.

Master tạo nên biểu đạt đồng hồ SCLK và được hỗ trợ đến đầu vào đồng hồ đeo tay của Slave sầu. Xung này có công dụng duy trì nhịp mang đến giao tiếp SPI, vì SPI là chuẩn truyền đồng nhất yêu cầu đề nghị 1 đường duy trì nhịp, từng nhịp trên chân SCK báo 1 bit dữ liệu cho hoặc là di chuyển. Sự trường tồn của xung SCK giúp quy trình tuyền ít bị lỗi với chính vì thế vận tốc truyền của SPI rất có thể đạt rất to lớn.

Chip Select (CS) hoặc Slave Select (SS) được sử dụng nhằm chọn 1 Slave sầu ví dụ bởi vì Master. Nếu Master kéo mặt đường SS của một Slave sầu như thế nào kia xuống đến mức thấp thì việc tiếp xúc đang xẩy ra giữa Master cùng Slave kia.

Vì đồng hồ đeo tay được tạo ra vày Master, luồng tài liệu được điều khiển và tinh chỉnh bởi vì Master. Với mỗi chu kỳ luân hồi đồng hồ, một bit dữ liệu được truyền từ Master đến Slave và một bit dữ liệu được truyền từ Slave cho Master.

Quá trình này xẩy ra bên cạnh đó và sau 8 chu kỳ đồng hồ, một byte dữ liệu được truyền theo cả nhị hướng với cho nên vì vậy, SPI là một trong những giao tiếp tuy nhiên công toàn phần (full – duplex).

Xem thêm: Đảng Ta Vĩ Đại Như Biển Rộng Như Núi Cao Ba Mươi Năm Phấn Đấu Và Thắng Lợi Biết Bao Nhiêu Tình

Nếu tài liệu đề nghị được truyền do chỉ một trang bị, thì vật dụng cơ bắt buộc gửi một chiếc nào đó (dữ liệu giả) cùng nó nhờ vào vào lắp thêm mặc dù dữ liệu được truyền là dữ liệu thực tế hay không.

Điều này có nghĩa là đối với mỗi bit được truyền do một vật dụng, sản phẩm công nghệ kia đề nghị gửi tài liệu một bit, tức là Master truyền tài liệu bên cạnh đó bên trên MOSI và nhận tài liệu trường đoản cú Slave trên đường MISO.

Nếu Slave ý muốn truyền tài liệu, Master buộc phải tạo thành biểu lộ đồng hồ mang lại phù hợp bằng phương pháp biết khi nào Slave muốn gửi tài liệu trước. Nếu một Master được kết nối với rất nhiều Slave thì sơ vật dụng liên kết như hình hình ảnh tiếp sau đây.

*

Mặc mặc dù nhiều Slave sầu được liên kết với Master trong bus SPI, sinh sống một thời điểm bất kỳ thì chỉ tất cả một Slave sầu hoạt động. Để lựa chọn Slave, Master vẫn kéo đường SS (Slave sầu Select) hoặc CS (Chip Select) của Slave sầu khớp ứng xuống tới mức tốt.

Do kia, phải bao gồm một chân CS riêng rẽ bên trên Master tương xứng cùng với từng sản phẩm Slave. Chúng ta rất cần được kéo đi xuống đường SS hoặc CS xuống phải chăng nhằm chọn Slave bởi vì đường này lành mạnh và tích cực nút tốt.

Phần cứng SPI

Yêu cầu phần cứng nhằm triển khai SPI khôn cùng đơn giản lúc đối chiếu cùng với UART và I2C. Hãy để mắt tới một Master với một Slave solo được liên kết bởi bus SPI. Hình ảnh dưới đây cho biết thêm những những hiểu biết hệ thống buổi tối tđọc cho cả nhì đồ vật.

*

Từ hình ảnh trên cho biết thêm sản phẩm công nghệ Master gồm 1 thanh hao ghi dịch (Shift Register), một mạch chốt dữ liệu (Latch) với một cỗ tạo xung nhịp (Cloông chồng Generator). Thiết bị Slave bao gồm Hartware tương tự: một thanh khô ghi dịch (Shift Register) với một mạch chốt tài liệu (Latch). Cả nhị thanh hao ghi dịch được liên kết nhằm chế tác thành một vòng. Thông thường, kích thước của tkhô giòn ghi là 8 – bit cơ mà thanh hao ghi kích thước lớn hơn 16 bit cũng tương đối phổ biến.

Thiết bị Master bắt đầu câu hỏi đàm phán tài liệu bằng phương pháp truyền rằng một Byte vào thanh hao ghi dịch của nó, tiếp nối Byte dữ liệu sẽ tiến hành gửi sang Slave theo mặt đường biểu hiện MOSI, Slave sầu đang truyền dữ liệu nằm trong tkhô hanh ghi dịch của chính nó ngược trsinh sống về Master thông qua mặt đường biểu thị MISO. Bằng bí quyết này, tài liệu của nhị thanh khô ghi sẽ tiến hành hội đàm cùng nhau. Việc đọc cùng ghi tài liệu vào Slave ra mắt cùng một lúc bắt buộc tốc độ dàn xếp tài liệu diễn ra khôn cùng nkhô giòn. Do kia, giao thức SPI là 1 trong giao thức siêu gồm kết quả.

Bởi bởi với từng chu kỳ đồng hồ đeo tay, một bit dữ liệu được truyền theo từng hướng Tức là trường đoản cú Master cho Slave và từ bỏ Slave cho Master. Vì vậy, so với một byte dữ liệu được truyền từ bỏ từng máy, nó sẽ mất 8 chu kỳ luân hồi đồng hồ thời trang.

Chế độ vận động SPI

Chúng ta vẫn thấy rằng công việc của lắp thêm Master là tạo thành biểu đạt đồng hồ đeo tay cùng phân pân hận nó tới Slave sầu nhằm đồng điệu tài liệu giữa Master và Slave. Công câu hỏi của Master không những dừng lại sinh sống Việc tạo ra biểu đạt đồng hồ thời trang sinh hoạt tần số cụ thể.

Trong thực tiễn, Master và Slave nên gật đầu về các giao thức đồng nhất hóa khăng khăng. Đối cùng với điều đó, hai điểm lưu ý của xung đồng hồ là cực tính đồng hồ (Clochồng Polarity – CPOL hoặc CKP) và pha đồng hồ (Clock Phase – CPHA) được chuyển vào nhằm chăm chú.

Cloông xã Polarity (CPOL hoặc CKP) xác minh tâm trạng của đồng hồ thời trang. Lúc CPOL tại mức thấp, xung đồng hồ thời trang được tạo ra vì Master có nghĩa là SCK đã ở tại mức thấp Lúc nhàn hạ (idle) và đưa thanh lịch mức cao trong trạng thái chuyển động (trong lúc truyền dữ liệu). Tương từ bỏ, lúc CPOL ở mức cao, SCK ở tại mức cao khi nhàn nhã với gửi quý phái mức tốt vào tinh thần chuyển động.

Phase Clochồng (CPHA) xác minh quá trình biến hóa tâm trạng của xung đồng hồ thời trang Có nghĩa là lên (phải chăng lên cao) hoặc xuống (cao xuống thấp), trên đó tài liệu được truyền rằng. khi CPHA bởi 0, tài liệu được truyền ngơi nghỉ cạnh lên của xung đồng hồ. Dữ liệu được truyền ở cạnh xuống lúc CPHA là 1 trong những.

Tùy thuộc vào những cực hiếm của Cloông chồng Polarity (CPOL) với Cloông xã Phase (CPHA), gồm 4 chính sách hoạt động của SPI

Mode 0:

Mode 0 xẩy ra khi Cloông xã Polarity và Clock Phase là 0 (CPOL = 0 cùng CPHA = 0). Trong Mode 0, truyền tài liệu xẩy ra trong khi cạnh lên của xung đồng hồ đeo tay.

Mode 1:

Mode 1 xảy ra lúc Cloông chồng Polarity là 0 và Clock Phase là một trong những (CPOL = 0 cùng CPHA = 1). Trong mode 1, câu hỏi truyền dữ liệu xẩy ra trong lúc cạnh xuống của xung đồng hồ.

Mode 2:

Mode 2 xẩy ra Lúc Cloông chồng Polarity là 1 và Cloông xã Phase là 0 (CPOL = 1 và CPHA = 0). Trong mode 2, truyền tài liệu xảy ra trong khi cạnh lên của xung đồng hồ đeo tay.

Mode 3:

Mode 3 xảy ra khi Clochồng Polarity là 1 và Clochồng Phase là 1 trong (CPOL = 1 cùng CPHA = 1). Trong mode 3, truyền dữ liệu xảy ra trong những lúc cạnh lên của xung đồng hồ thời trang.

*

Cấu hình SPI

Có nhì các loại cấu hình trong những số ấy những đồ vật SPI có thể được kết nối trong một bus SPI. Đó là

Cấu hình Master cùng những Slave sầu độc ​​lập (Independent Slave sầu Configuration) vàCấu hình Daisy Chain (Daisy Chain Configuration).

Trong thông số kỹ thuật Master và những Slave độc ​​lập, Master đã dành riêng biệt các mặt đường Slave Select đến tất cả các Slave sầu và mỗi Slave sầu có thể được chọn trơ tráo. Tất cả biểu thị đồng hồ thời trang của các Slave được liên kết với phổ biến với SCK của Master.

Tương từ, tất cả những chân MOSI của tất cả những SLave được kết nối cùng với chân MOSI của Master cùng toàn bộ những chân MISO của toàn bộ các Slave sầu được kết nối cùng với chân MISO của Master.

*

Trong thông số kỹ thuật Daisy Chain, chỉ bao gồm một mặt đường Slave sầu Select được liên kết cùng với toàn bộ những Slave sầu. MOSI của Master được kết nối cùng với MOSI của Slave sầu 1. MISO của Slave 1 được liên kết cùng với MOSI của Slave 2 với v.v.. MISO của Slave sầu sau cùng được liên kết với MISO của Master.

Giả sử Master truyền rằng 3 byte tài liệu lên bus SPI. Byte thứ nhất được dịch vào Slave 1. Lúc byte đồ vật nhì truyền đến 1, byte thứ nhất có khả năng sẽ bị đẩy ra ngoài Slave 1 cùng truyền cho Slave 2. Tương tự, lúc byte lắp thêm tía truyền vào Slave sầu 1, byte sản phẩm công nghệ hai sẽ ảnh hưởng dịch sang trọng Slave sầu 2 với byte trước tiên sẽ bị dịch Slave sầu 3.

*

Nếu Master ước ao phát âm lại tài liệu trong Slave 1, nó buộc phải giữ lại chuỗi 3 byte tài liệu (giả) đợt tiếp nhữa. Khi đó dữ liệu trong Slave 1 đang gửi thanh lịch Slave sầu 2 rồi chuyển sang trọng Slave 3, tiếp đến về Master.Suốt quy trình cách xử trí, Master luôn nhận thấy byte dữ liệu từ bỏ Slave 2 với 3.

Tuy nhiên, cầu hình Daisy Chain không phải lúc nào thì cũng vận dụng được mang lại tất cả các sản phẩm công nghệ Slave. Do kia, ta cần được tham khảo datasheet trước lúc tiến hành kết nối.

Bài viết liên quan

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *