片选

片选:动词, 单片机学科词汇,可以理解成选片。举个例子,有很多芯片挂在同一总线上(像电脑里很多外设都是挂在总线上),但我们有时候需要对其中特定的某个芯片进行数据、地址或命令的独立传输,此时,我们需要有一个信号来告诉挂在总线上的芯片们,这些数据、地址是传给哪个芯片的。那这样的话,其他芯片就会对这些信号“漠不关心”,而目标芯片就知道这些数据是传给自己的从而做出反应。这个信号就叫做 片选信号CS(chip select)或SS(slave select)。片选这个词即由此而来,指通过设置 跳线,利用与门、或门、非门的组合来决定到底是哪几部分进入工作状态。
片选信号一般是在划分 地址空间时,由逻辑电路产生的。在数字电路设计中,一般开路输入管脚呈现为高电平,因此片选信号绝大多数情况下是一个低电平。
可编程接口芯片都有一个片选开关,通常以CE(Chip Enable)或CS(Chip Select)表示,只有当该输入端处于有效电平,接口芯片才进入电路工作状态,实现数据的输入输出。片选端通常以AO地址 译码器的输出端相连,因此片选也是由指定的AO地址选中该接口芯片,以使其进入电路工作状态的过程。
如图,如果一个从芯片或从设备(slave)的SS管脚处于非激活状态(通常是低电平),那个这个从芯片或从设备就相当于一个聋子,不会对任何外来的输入信号做出反应。而如果其中某一从芯片的SS管脚处于激活状态的话,那它就能听到外来的输入信号,就能做出接收或回应。图中,MISO是从芯片向主芯片传输数据的信道,MOSI是主芯片向从芯片传输数据的信道,SCLK是时钟信道(主芯片->从芯片)。

SPI在SPI通信中起着关键作用,以下是关于SPI的原理、使用方法及相关知识: ### 原理 SPI采用主从架构,一个主机可以连接多个从设备。信号(SS/CS,Slave Select/Chip Select)用于在多个从设备中择与主机进行通信的特定从设备。当把某个从设备的NSS信号线设置为低电平,该从设备即被中,也就是有效,此时主机开始与被中的从设备进行SPI通讯。SPI通讯以NSS线置低电平为开始信号,以NSS线被拉高作为结束信号[^3]。 ### 使用方法 - **硬件连接**:每个从设备都有一个独立的引脚,这些引脚连接到主机的GPIO(通用输入输出)端口。主机通过控制GPIO引脚的电平来择要通信的从设备。 - **通信过程**:在开始通信前,主机将目标从设备的信号拉低,中该从设备;通信结束后,主机将信号拉高,释放该从设备。例如,在单字节或多字节传输过程中,信号一直保持低电平,直到数据传输完成。 ### 相关知识 - **与通信流程的关系**:信号的有效和无效明确了SPI通信的开始和结束,是整个通信流程的重要控制信号。 - **拓扑结构影响**:在不同的通信拓扑结构(如独立拓扑、菊花链拓扑)中,信号的使用方式有所不同。在独立拓扑中,每个从设备有独立的线,主机可以直接控制择;在菊花链拓扑中,信号在多个从设备间依次传递。 - **与其他信号协同**:信号需要与时钟信号(SCK)、主输出从输入信号(MOSI)和主输入从输出信号(MISO)协同工作,共同完成数据的传输。 ### 示例代码(以STM32为例) ```c #include "stm32f4xx.h" // 假设引脚为PA4 #define CS_PIN GPIO_Pin_4 #define CS_PORT GPIOA // 使能 void CS_Enable(void) { GPIO_ResetBits(CS_PORT, CS_PIN); } // 禁用 void CS_Disable(void) { GPIO_SetBits(CS_PORT, CS_PIN); } // 主函数示例 int main(void) { // 初始化GPIO GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE); GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = CS_PIN; GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT; GPIO_InitStruct.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz; GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; GPIO_Init(CS_PORT, &GPIO_InitStruct); // 择从设备 CS_Enable(); // 这里进行SPI数据传输操作 // 释放从设备 CS_Disable(); while (1) { // 主循环 } } ```
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