SPI总线及其demo

最新推荐文章于 2025-11-02 11:54:12 发布

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#单片机 #嵌入式硬件

SPI总线是微处理器和外设之间进行数据交互的常用串行总线接口。本文主要介绍了SPI的接口类型、数据传输（时钟极性、时钟相位）、读、写操作的具体代码，最后是一个完整的xpt2046实现ADC的代码实现及注意事项。

1 、接口简介

串行外设接口（SPI）是微控制器（MCU）和外围IC（如传感器、ADC、DAC、移位寄存器、SRAM等）之间使用较广泛的接口之一。SPI是一种同步、全双工、主从式接口。来自主机或者从机的数据在时钟上升沿或下降沿同步。主机和从机可以同时传输数据。SPI接口可以是三线式或者4线式。本文主要介绍4线式SPI接口。

图1 SPI总线：单一主机对单一从机模式

4线SPI总线有四个信号：

时钟（SPI CLK,SCLK）。

片选（CS）。

主机输出、从机输入（MOSI）。

主机输入、从机输出（MISO）。

产生时钟信号的器件称为主机（MCU）。主机和从机之间传输的数据与主机产生的时钟同步。SPI接口只能有一个主机，但可以有多个从机。

图2 SPI总线：单一主机对多从机模式（2个从机）

来自主机的片选信号用于选择从机。这通常是一个低电平有效的信号，拉高时，从机与主机断开连接。当使用多个从机时，主机需要为每个从机提供单独的片选信号。MOSI和MISO是数据线。MOSI将数据从主机发送到从机，MISO将数据从从机发送到主机，实现主机和从机的数据交互。

2、数据传输

要开始SPI通信，主机通过使能CS信号选择从机，发送时钟信号。片选（CS）一般是低电平有效信号。因此，主机必须在该信号上发送逻辑“0”以选择从机。SPI是全双工通信接口，主机和从机可以分别通过MOSI和MISO线路发送和接收数据（数据交互）。在SPI通信期间，数据的发送（串行移出到MOSI/MISO）和接收（MISO/MOSI）可以同时进行。串行时钟沿同步数据的移位和采样。SPI接口允许用户灵活选择上升沿或者下降沿采样（读操作，输入）或者移位（写操作，输出）。读、写操作字节都是从最高位（MSB）开始的。