1、a,1,姓 名,專 業(yè),林文如,光學(xué)工程,SPI總線組成及其工作原理,THEME,a,2,目錄,1,2,3,4,SPI的簡(jiǎn)介,SPI的優(yōu)缺點(diǎn),SPI內(nèi)部機(jī)制和傳輸時(shí)序,SPI在DS1302上的應(yīng)用,a,3,SPI簡(jiǎn)介,SPI總線是串行外圍設(shè)備接口,是一種高速的，全雙工，同步的通信總線，并且在芯片的管腳上只占用四根線. SPI的通信原理很簡(jiǎn)單，它以主從方式工作，通常有一個(gè)主設(shè)備和一個(gè)或多個(gè)從設(shè)備，需要至少4根線。 SDO 主設(shè)備數(shù)據(jù)輸出，從設(shè)備數(shù)據(jù)輸入 SDI 主設(shè)備數(shù)據(jù)輸入，從設(shè)備數(shù)據(jù)輸出 SCLK 用來為數(shù)據(jù)通信提供同步時(shí)鐘信號(hào)，由主設(shè)備產(chǎn)生 CS 從設(shè)備使能信號(hào)，由主設(shè)備控制 SPI接口是

2、全雙工、同步、串口、單主機(jī)。,a,4,SPI的優(yōu)缺點(diǎn),SPI總線在一次數(shù)據(jù)傳輸過程中，接口上只能有一個(gè)主機(jī)和一個(gè)從機(jī)能夠通信。并且，主機(jī)總是向從機(jī)發(fā)送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，而從機(jī)也總是向主機(jī)發(fā)送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)。 在SPI傳輸中，數(shù)據(jù)是同步進(jìn)行發(fā)送和接收的。 數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)鐘基于來自主處理器的時(shí)鐘脈沖， 當(dāng)SPI接口上有多個(gè)SPI接口的單片機(jī)時(shí)，應(yīng)區(qū)別其主從地位，在某一時(shí)刻只能由一個(gè)單片機(jī)為主器件。 從器件只能在主機(jī)發(fā)命令時(shí),才能接收或向主機(jī)傳送數(shù)據(jù)。 其數(shù)據(jù)的傳輸格式是高位（MSB）在前，低位(LSB）在 SPI接口的一個(gè)缺點(diǎn)：沒有應(yīng)答機(jī)制確認(rèn)是否接收到數(shù)據(jù)。 如果只是進(jìn)行寫操作，主機(jī)只需忽略收到的字節(jié)；

3、反過來，如果主機(jī)要讀取外設(shè)的一個(gè)字節(jié)，就必須發(fā)送一個(gè)空字節(jié)來引發(fā)從機(jī)的傳輸。,a,5,SPI內(nèi)部機(jī)制和傳輸時(shí)序,SPI從機(jī)從主機(jī)獲得時(shí)鐘和片選信號(hào)，因此cs和sclk都是輸入信號(hào)。 SPI接口實(shí)際上是兩個(gè)簡(jiǎn)單的移位寄存器,傳輸?shù)臄?shù)據(jù)為8位,在主器件產(chǎn)生的從器件使能信號(hào)和移位脈沖下,按位傳輸,高位在前,低位在后。 上升沿發(fā)送，下降沿接收。（有的器件是上升沿接收，下降沿發(fā)送）,a,6,SPI內(nèi)部機(jī)制和傳輸時(shí)序,如果一個(gè)SPI從機(jī)沒有被選中，他的數(shù)據(jù)輸出端SDO將處于高阻狀態(tài)，從而與當(dāng)前處于激活狀態(tài)的隔離開。 尋址： MOSI：When master, out line; when slave, i

4、n line MISO：When master, in line; when slave, out line,a,7,SPI內(nèi)部機(jī)制和傳輸時(shí)序,上面的上表示上升沿、下表示下降沿，sdi、sdo相對(duì)于主機(jī)而言的。 一個(gè)完整的傳送周期是16位，即兩個(gè)字節(jié)，因?yàn)?，首先主機(jī)要發(fā)送命令過去，然后從機(jī)根據(jù)主機(jī)的命令準(zhǔn)備數(shù)據(jù)，主機(jī)在下一個(gè)8位時(shí)鐘周期才把數(shù)據(jù)讀回來。,a,8,SPI在DS1302上的應(yīng)用,a,9,SPI在DS1302上的應(yīng)用,實(shí)時(shí)時(shí)鐘，可對(duì)秒、分、時(shí)、日、周、月以及帶閏年補(bǔ)償?shù)哪赀M(jìn)行計(jì)數(shù)； 用于高速數(shù)據(jù)暫存的318 RAM； 簡(jiǎn)單的SPI三線串口； /RST引腳：復(fù)位兼片選，讀/寫操作時(shí)必須

5、為高電平。,a,10,SPI在DS1302上的應(yīng)用,單片機(jī)開始數(shù)據(jù)傳送時(shí)，必須將DS1302的/RST置高，且把包含有地址和命令信息的8位數(shù)據(jù)發(fā)送給DS1302. 數(shù)據(jù)在SCLK的上升沿入，下降沿串行出； 單片機(jī)對(duì)DS1302的讀/寫是命令字來初始化的。命令字格式：,命令字節(jié)的D7必須為1，若D7=0,寫保護(hù)； D6=0,表示存取日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù)；D6=1,表示存取RAM數(shù)據(jù). D5D1指示操作單元的地址； D0=0,表示寫；D0=1,表示讀；,a,11,a,12,SPI在DS1302上的應(yīng)用,a,13,SPI在DS1302上的應(yīng)用,單字節(jié)操作：每次對(duì)DS1302的寫入或讀出都由命令字節(jié)引導(dǎo)，每次只傳送1字節(jié)數(shù)據(jù)。 單字節(jié)寫操作：?jiǎn)纹瑱C(jī)通過8個(gè)sclk下降沿傳送寫命令字節(jié)后，在接下來的8個(gè)sclk時(shí)鐘的下降沿傳送一字節(jié)數(shù)據(jù)。如果有更多的sclk周期，DS1302將會(huì)忽略。 單字節(jié)讀操作：?jiǎn)巫止?jié)讀操作每次需16個(gè)時(shí)鐘，地址字節(jié)在前8個(gè)時(shí)鐘周期的上升沿輸入，而數(shù)據(jù)字節(jié)在后8個(gè)時(shí)鐘周期的下降沿輸出。.DS13