數(shù)字接口系列文章之SPI總線

　串行外設(shè)接口 (SPI) 總線是一種運(yùn)行于全雙工模式下的同步串行數(shù)據(jù)鏈路。用于在單個(gè)主節(jié)點(diǎn)和一個(gè)或多個(gè)從節(jié)點(diǎn)之間交換數(shù)據(jù)。SPI 總線實(shí)施簡(jiǎn)單，僅使用四條數(shù)據(jù)信號(hào)線和控制信號(hào)線（請(qǐng)參見圖 1）。

　　圖 1 基本的 SPI 總線

　　盡管表 1 中的引腳名稱取自 MOTOROLA 公司的 SPI 標(biāo)準(zhǔn)，但特殊集成電路的 SPI 端口名稱通常與圖 1 中所標(biāo)示的名稱有所不同。

　　表 1 SPI 引腳名稱分配

　　SPI 數(shù)據(jù)速率通常介于 1 到 70 MHz 之間，字節(jié)長(zhǎng)度范圍從 8 位和 12 位到這些數(shù)值的倍數(shù)位。

　　數(shù)據(jù)傳輸通常會(huì)包含一次數(shù)據(jù)交換。當(dāng)主節(jié)點(diǎn)向從節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，從節(jié)點(diǎn)也會(huì)向主節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)。為此，主節(jié)點(diǎn)的內(nèi)部移位寄存器和從節(jié)點(diǎn)被設(shè)置成環(huán)形（請(qǐng)參見圖 2）。

　　圖 2 兩個(gè)移位寄存器形成一個(gè)內(nèi)部芯片環(huán)形緩沖器

　　在數(shù)據(jù)交換之前，主節(jié)點(diǎn)和從節(jié)點(diǎn)使其內(nèi)部移位寄存器加載存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)。產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)時(shí)，主節(jié)點(diǎn)會(huì)通過(guò) MOSI 線同步輸出其移位寄存器。同時(shí)，從節(jié)點(diǎn)在 SIMO 處從主節(jié)點(diǎn)讀取第一位，并將其存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中，然后通過(guò) SOMI 輸出 MSB。主節(jié)點(diǎn)會(huì)在 MISO 處讀取從節(jié)點(diǎn)的第一位，并將其存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中以待稍后處理。整個(gè)過(guò)程將一直持續(xù)，直至交換完所有數(shù)據(jù)位，然后主節(jié)點(diǎn)使時(shí)鐘空閑并通過(guò) /SS 禁用從節(jié)點(diǎn)。