IIC和SPI

本文介绍了SPI和IIC的电气特性和协议内容,包括SPI的全双工、一主多从结构以及IIC的多主设备总线特性。SPI数据以MSB first移位,IIC采用起始和结束信号及应答机制。SPI传输速度快,IIC则需要上拉电阻,抗干扰能力相对较弱。

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一、SPI

1、电气特性

  • SPI是全双工串行总线

  • SPI是一主多从的设备总线,至少3个信号线用于数据交换

    SIMO:从机输入、主机输出

    SOMI:从机输出、主机输入

    SLK:时钟线

    SS:从机选择使能位

2、协议内容

SPI是一个环形总线结构,主机和从机各有一个8位的移位寄存器,这两个移位寄存器连接成环状。依照SCK的变化,数据以MSB first的方式依次移出Master寄存器和Slave寄存器,并且依次移入Slave寄存器和Master寄存器。当寄存器中的内容全部移出时,相当于完成了两个寄存器内容的交换
这里写图片描述

二、IIC

1、电气特性

  • IIC是多主设备的总线,一个主机可以连多个从机,同一总线上的设备总量只收到总线最大电容400pF 的限制,没有物理芯片选择信号线,只有两条信号线——SCL(时钟线)、SDA(数据线)
  • IIC是半双
### IIC协议与SPI协议的区别 #### 协议特性对比 IIC(Inter-Integrated Circuit)SPI(Serial Peripheral Interface)都是用于嵌入式系统的串行通信协议。然而,在设计目标上存在显著差异。 对于SPI而言,该协议支持全双工通信模式,意味着主机从机可以同时发送接收数据流[^1]。相比之下,IIC采用半双工方式工作,即在同一时刻只能单向传递信息;不过,IIC具备地址寻址能力,允许一条总线上挂载多个从属设备而不必担心冲突问题[^2]。 关于速度方面,由于SPI不涉及复杂的握手机制,因此能够达到更高的传输效率,通常情况下其最高速度远超于标准的IIC速率——后者一般不超过400 kbps,即使是在快速模式下也难以匹敌SPI的速度优势[^3]。 #### 应用场景分析 鉴于上述特点: - **SPI的应用领域** 主要集中在那些对性能有较高需求的任务当中,比如连接EEPROM、Flash存储芯片以及实时时钟模块等外部组件到主控单元上。此外,在模拟/数字转换器同DSP或其它处理元件间的交互过程中也能见到它的身影。 - **IIC则更适合应用于多节点网络环境下的通讯任务** ,尤其是当这些节点间的数据交换量不大但却涉及到较多数量的小型传感器或其他低功耗外设时。典型例子包括温度湿度感应装置、加速度计乃至某些类型的显示屏控制电路等等。 ```python # 示例代码展示如何初始化一个基于Python库的SPI/IIC接口配置 import spidev # Python SPI library example from smbus2 import SMBus # Python IIC (SMBus) library example def setup_spi(): spi = spidev.SpiDev() spi.open(0, 0) spi.max_speed_hz = 500000 return spi def setup_iic(bus_number=1): iic = SMBus(bus_number) return iic ```
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