零. 聲明

本專欄文章我們會(huì)以連載的方式持續(xù)更新，本專欄計(jì)劃更新內(nèi)容如下：

第一篇:ESP-IDF基本介紹，主要會(huì)涉及模組，芯片，開(kāi)發(fā)板的介紹，環(huán)境搭建，程序編譯下載，啟動(dòng)流程等一些基本的操作，讓你對(duì)ESP-IDF開(kāi)發(fā)有一個(gè)總體的認(rèn)識(shí)，比我們后續(xù)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)！

第二篇:ESP32-IDF外設(shè)驅(qū)動(dòng)介紹，主要會(huì)根據(jù)esp-idf現(xiàn)有的driver，提供各個(gè)外設(shè)的驅(qū)動(dòng)，比如LED,OLED,SPI LCD,TOUCH,紅外,Codec ic等等，在這一篇中，我們不僅僅來(lái)做外設(shè)驅(qū)動(dòng)，還會(huì)對(duì)常用的外設(shè)總線做一個(gè)介紹，讓大家知其然又知其所以然！

第三篇:目前比較火熱的GUI LVGL介紹，主要會(huì)設(shè)計(jì)LVGL7.1,LVGL8的移植介紹,并且也會(huì)介紹各個(gè)組件，知道原理后，最后，我們會(huì)推出一款組態(tài)軟件來(lái)構(gòu)建我們的GUI，來(lái)提升我們的效率！

第四篇:ESP32-藍(lán)牙，熟悉我的，應(yīng)該都知道，我即使從事藍(lán)牙協(xié)議棧的開(kāi)發(fā)的，所以這個(gè)是我們獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)，在這一篇章，我們會(huì)提供不僅僅是藍(lán)牙應(yīng)用方法的知識(shí)，也會(huì)應(yīng)用結(jié)合藍(lán)牙底層協(xié)議棧的理論，讓你徹底從上到下打通藍(lán)牙任督二脈！

第五篇：Wi-Fi介紹，熟悉我的，應(yīng)該也知道，我們也做過(guò)一款sdio wifi的驅(qū)動(dòng)教程板子，所以在wifi這方面我們也是有獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)，在這一篇章，我們同樣不僅僅提供Wi-Fi應(yīng)用方面的知識(shí)，也會(huì)結(jié)合底層理論，讓你對(duì)Wi-Fi有一個(gè)清晰的認(rèn)知！

另外，我們的教程包括但是不局限于以上篇章，為了給你一個(gè)更好的導(dǎo)航，以下信息尤其重要，請(qǐng)?jiān)敿?xì)查看！！

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一.概念

SPI 協(xié)議是由摩托羅拉公司提出的通訊協(xié)議 (Serial Peripheral Interface)，即串行外圍設(shè)備接口，是一種高速全雙工的通信總線。它被廣泛地使用在 ADC、LCD 等設(shè)備與 MCU 間，要求通訊速率較高的場(chǎng)合。

二.SPI 物理層

SPI 通訊設(shè)備之間的常用連接方式見(jiàn)圖：

SPI 通訊使用 3 條總線及片選線，3 條總線分別為 SCK、MOSI、MISO，片選線為 SS(也叫做CS)，它們的作

用介紹如下：

(1) ( Slave Select)：從設(shè)備選擇信號(hào)線，常稱為片選信號(hào)線，也稱為 NSS、CS，以下用 NSS 表示。當(dāng)有多個(gè) SPI 從設(shè)備與 SPI 主機(jī)相連時(shí)，設(shè)備的其它信號(hào)線 SCK、MOSI 及 MISO 同時(shí)并聯(lián)到相同的 SPI 總線上，即無(wú)論有多少個(gè)從設(shè)備，都共同只使用這 3 條總線；而每個(gè)從設(shè)備都有獨(dú)立的這一條 NSS 信號(hào)線，本信號(hào)線獨(dú)占主機(jī)的一個(gè)引腳，即有多少個(gè)從設(shè)備，就有多少條片選信號(hào)線。I2C 協(xié)議中通過(guò)設(shè)備地址來(lái)尋址、選中總線上的某個(gè)設(shè)備并與其進(jìn)行通訊；而 SPI 協(xié)議中沒(méi)有設(shè)備地址，它使用 NSS 信號(hào)線來(lái)尋址，當(dāng)主機(jī)要選擇從設(shè)備時(shí)，

把該從設(shè)備的 NSS 信號(hào)線設(shè)置為低電平，該從設(shè)備即被選中，即片選有效，接著主機(jī)開(kāi)始與被選中的從設(shè)備進(jìn)行 SPI 通訊。所以 SPI 通訊以 NSS 線置低電平為開(kāi)始信號(hào)，以 NSS 線被拉高作為結(jié)束信號(hào)。

(2) SCK (Serial Clock)：時(shí)鐘信號(hào)線，用于通訊數(shù)據(jù)同步。它由通訊主機(jī)產(chǎn)生，決定了通訊的速率，不同的設(shè)備支持的最高時(shí)鐘頻率不一樣，兩個(gè)設(shè)備之間通訊時(shí)，通訊速率受限于低速設(shè)備。

(3) MOSI (Master Output， Slave Input)：主設(shè)備輸出/從設(shè)備輸入引腳。主機(jī)的數(shù)據(jù)從這條信號(hào)線輸出，從機(jī)由這條信號(hào)線讀入主機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)，即這條線上數(shù)據(jù)的方向?yàn)橹鳈C(jī)到從機(jī)。

(4) MISO(Master Input,， Slave Output)：主設(shè)備輸入/從設(shè)備輸出引腳。主機(jī)從這條信號(hào)線讀入數(shù)據(jù)，從機(jī)的數(shù)據(jù)由這條信號(hào)線輸出到主機(jī)，即在這條線上數(shù)據(jù)的方向?yàn)閺臋C(jī)到主機(jī)。

三.SPI時(shí)序圖

我們來(lái)看下SPI的時(shí)序圖，一共有4種模式，也就是根據(jù)“時(shí)鐘極性CPOL”和“時(shí)鐘相位 CPHA”不同組合搭配而來(lái)。

為了方便說(shuō)明，我們先來(lái)介紹下CPOL跟CPHA

時(shí)鐘極性 CPOL 是指 SPI 通訊設(shè)備處于空閑狀態(tài)時(shí)，SCK 信號(hào)線的電平信號(hào) (即 SPI 通訊開(kāi)始前、NSS 線為高電平時(shí) SCK 的狀態(tài))。CPOL=0 時(shí)，SCK 在空閑狀態(tài)時(shí)為低電平.

CPOL=1 時(shí)，SCK 在空閑狀態(tài)時(shí)為高電平.

時(shí)鐘相位 CPHA 是指數(shù)據(jù)的采樣的時(shí)刻，

當(dāng) CPHA=0 時(shí)，MOSI 或 MISO 數(shù)據(jù)線上的信號(hào)將會(huì)在SCK 時(shí)鐘線的“奇數(shù)邊沿”被采樣。

當(dāng) CPHA=1 時(shí)，MOSI 或 MISO 數(shù)據(jù)線上的信號(hào)將會(huì)在SCK 時(shí)鐘線的“偶數(shù)邊沿”被采樣。

介紹完畢這些，我們來(lái)介紹下具體的時(shí)序圖：

1.CPHA=0

我們來(lái)分析這個(gè) CPHA=0 的時(shí)序圖。首先，根據(jù) SCK 在空閑狀態(tài)時(shí)的電平，分為兩種情況。

SCK信號(hào)線在空閑狀態(tài)為低電平時(shí)，CPOL=0；

SCK信號(hào)線在空閑狀態(tài)為高電平時(shí)，CPOL=1。

無(wú)論 CPOL=0 還是 =1，因?yàn)槲覀兣渲玫臅r(shí)鐘相位 CPHA=0，在圖中可以看到，采樣時(shí)刻都是在SCK 的奇數(shù)邊沿。注意當(dāng) CPOL=0 的時(shí)候，時(shí)鐘的奇數(shù)邊沿是上升沿，而 CPOL=1 的時(shí)候，時(shí)鐘的奇數(shù)邊沿是下降沿。所以 SPI 的采樣時(shí)刻不是由上升/下降沿決定的。MOSI 和 MISO 數(shù)據(jù)線的有效信號(hào)在 SCK 的奇數(shù)邊沿保持不變，數(shù)據(jù)信號(hào)將在 SCK 奇數(shù)邊沿時(shí)被采樣，在非采樣時(shí)刻，MOSI 和 MISO 的有效信號(hào)才發(fā)生切換。

2.CPHA=1

我們來(lái)分析這個(gè) CPHA=1 的時(shí)序圖。首先，根據(jù) SCK 在空閑狀態(tài)時(shí)的電平，分為兩種情況。

SCK信號(hào)線在空閑狀態(tài)為低電平時(shí)，CPOL=0；

SCK信號(hào)線在空閑狀態(tài)為高電平時(shí)，CPOL=1。

無(wú)論 CPOL=0 還是 =1，因?yàn)槲覀兣渲玫臅r(shí)鐘相位 CPHA=1，在圖中可以看到，采樣時(shí)刻都是在SCK 的偶數(shù)邊沿。注意當(dāng) CPOL=0 的時(shí)候，時(shí)鐘的奇數(shù)邊沿是上升沿，而 CPOL=1 的時(shí)候，時(shí)鐘的奇數(shù)邊沿是下降沿。所以 SPI 的采樣時(shí)刻不是由上升/下降沿決定的。MOSI 和 MISO 數(shù)據(jù)線的有效信號(hào)在 SCK 的奇數(shù)邊沿保持不變，數(shù)據(jù)信號(hào)將在 SCK 奇數(shù)邊沿時(shí)被采樣，在非采樣時(shí)刻，MOSI 和 MISO 的有效信號(hào)才發(fā)生切換。

總結(jié)下模式：

參考文檔：

1.野火 STM32 HAL庫(kù)開(kāi)發(fā)指南

2.SPI協(xié)議

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的SPI协议的通信原理的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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