SPI、IIC、UART协议时序图总结笔记

目录

三种常用通信接口的总结比较

一、IIC

二、SPI

三、UART

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三种常用通信接口的总结比较

	接口引脚	数据同步方式	数据传输方向
UART	TXD:发送端 RXD:接收端 GND:公共地	异步通信	全双工
IIC	SCL:同步时钟 SDA:数据输入/输出端	同步通信	半双工
SPI	SCK:同步时钟 MISO:主机输入，从机输出 MOSI:主机输出，从机输入 CS:片选信号	同步通信	全双工

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一、IIC

1. 由时钟线SCL和数据线SDA组成，并且都接上拉电阻，确保总线空闲状态为高电平；

起始信号：当SCL为高电平时，SDA从高电平变为低电平
停止信号：当SCL为高电平时，SDA从低电平变为高电平
应答信号：上拉电阻影响下SDA默认为高，而从机拉低SDA就是确认收到数据即ACK，否则NACK

2. 数据先发送高位，以字节(8bit)传输

3.数据有效性：数据线在SCL高电平期间应保持稳定

3. 空闲状态：SCL和SDA都为高电平

EEPROM写步骤：

写入数据时序图：

（1）传输通讯地址（传输方向位为写）

传输通讯地址（传输方向位为写）

 （2）传输内存地址

内存地址

 （3）传输数据内容

数据内容

EEPROM读步骤：

读取数据时序图：

传输通讯地址（传输方向位为读）

 读取数据步骤仅比写入数据多一步改变通讯地址中的数据传输方向，因此将上图中的步骤加入图2、图3之间即为完整的时序图。

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二、SPI

1.SPI相关引脚：

MOS1（输出数据线）、MISO（输入数据线）、SCK（时钟）、NSS（片选）

2.SPI的工作模式：

决定数据的有效性

时钟极性（CPOL）

没有数据传输时时钟线的空闲状态电平

0：SCK在空闲状态保持低电平

1：SCK在空闲状态保持高电平

时钟相位（CPHA）

时钟线在第几个时钟边沿采样数据

0：SCK的第一（奇数）边沿进行数据位采样，数据在第一个时钟边沿被锁存

1：SCK的第二（偶数）边沿进行数据位采样，数据在第二个时钟边沿被锁存

根据时钟极性和相位的不同有4种工作模式：

SPI工作模式	CPOL	CPHA	SCL空闲状态	采样边沿	采样时刻
0	0	0	低电平	上升沿	奇数边沿
1	0	1	低电平	下降沿	偶数边沿
2	1	0	高电平	下降沿	奇数边沿
3	1	1	高电平	上升沿	偶数边沿

举例：

（传输顺序为先传输MSB，帧格式为8bit，二者都可以自行配置）

（1）时钟极性0、时钟相位0：

（2）时钟极性0、时钟相位1：

（3）时钟极性1、时钟相位0：

（4）时钟极性1、时钟相位1：

FLASH：

用于存储数据的半导体器件，它具有容量大，可重复擦写、按“扇区 / 块”擦除、掉电后数据可继续保存的特性。

FLASH的物理特性：只能写0，不能写1。若当前位置非1，写前必擦。

FLASH读取步骤：

读取时序图：

FLASH页写步骤：

（注：写入数据前，检查内存空间情况是否满足，不满足需先擦除再写入）

页写时序图：

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三、UART 

UART协议构成：

启动位：必须占1个位长，保持逻辑0电平

有效数据位：可选5、6、7、8、9个位长，LSB在前，MSB在后

校验位：可选占1个位长，也可以没有该位

停止位：必须有，可选占0.5、1、1.5、2个位长，保持逻辑1电平

时序图：

有校验位和无校验位