az SPI interfész(Soros perifériás interfész)busz nagy sebességű, 3 vezetékes, soros kommunikációs protokoll (4 Ha tartalmazza az SSn-t – lásd alább). Célja, hogy csökkentse a PCB-n lévő vezetékes útválasztást ahagyományos párhuzamos busz soros interfésszel történő cseréjével. (Nagyjából egy 8 bites buszt lehet irányítani egy többrétegű PCB-n keresztül, de ha 16, 32 bit vagy annál nagyobb lesz, sokkal nehezebb).,
a kapcsolatok a következők:
- MOSI (Master Out Slave In) .
- MISO (Master in Slave Out) .
- SCK (Slave Clock) .
- SS_n (Slave Select).
– jelöli a PIC nómenklatúrát
Megjegyzés: Az utolsó SS vagy slave select jel elkülönül a protokolltól, és általában a mikrokontroller vezérlőpintjeként kerül végrehajtásra. A teljesség kedvéért itt található.
az SPI PIC interfész lehetővé teszi a perifériák nagy sebességű soros interfésszel történő csatlakoztatását. SPI FlashMemory és SPI SRAM könnyen hozzá lehet adni bármilyen rendszer., Más típusú eszközök a következők:
- ADC.
- DAC.
- Flash.
- EEPROM.
- Accellerométerek.
- LCD.
- hőmérséklet & páratartalom érzékelők.
- …és még sok más.
más valódi verseny az I2C busz, ezért gyakran látja ezeket az interfészeket mind processzorokon, mind mikrokontrollereken.
az SPI interfészt az 1970-es években a Motorola tervezte, aki 68000 processzorában használta, és sok más gyártó gyorsan elfogadta defacto szabványként.,
ezaz adatok továbbítása mestereszközről egy vagy több slavedevices-re rövid távolságokon és nagy sebességgel (MHz).
hogyan működik
úgy működik, hogy az adatokat egyszerre egy kicsit továbbítja két eszköz között az órajelt (SCK) küldő fő eszközzel. Az óra vezérli az adatátvitel időzítését.
az adatokat (MOSI) a Master SPI eszköz shift regiszteréből küldik ki egy órajellel (SCK) együtt, miközben egy másik shift regiszter adatokat fogad a slave-től (MISO,).,
a mester mindig irányít, és az órajel segítségével kezdeményezi az adatátvitelt. A Slave eszközöket egy külön slave select jel segítségével választják ki, amelyet szoftver vezérel, azaz ezek a jelek elkülönülnek az SPI hardvermodultól.
megjegyzés: a bitek számát nem határozza meg a protokoll, így nem korlátozódik csak a 8 – ez lehet tetszőleges számú bit. Ez akkor hasznos, ha daisy láncolás SPI rabszolgák, mint meg kell állítani a bitek száma, hogy az összeg az összes Bit által megkövetelt minden eszköz.,
megjegyzés: az SPI egyetlen mesterrendszert határoz meg.
az alternatív protokoll, az IIC, lehetővé teszi több busz mester működését.
SPI interface Clock Definition
az SPI óra nincs meghatározva egyáltalán-ami azt jelenti, hogy a különböző slave eszközök különböző óraműveletet feltételezhetnek; az egyik slave magas alapjárati órát igényelhet, míg a másik alacsony alapjárati állapotot igényelhet. Mások reagálnak az emelkedő élre, míg mások reagálnak a leeső élre!,
az SPI interface protokoll ezzel megbirkózik azáltal, hogy ezeket az adatokat az SPI hardvermodulba programozza.
a következő kép az SPI PIC interfészét mutatja (más mikrokontrollerek összes SPI hardvermodulja ugyanazt a műveletet teszi lehetővé, csak különböző regiszterek használatával).,
SPI Interface PIC jelek (kivonat a pic adatlap DS39582B)
Ez rajtad múlik, hogy állítsa be a megfelelő órát az Ön készülék, ha aktiválódik egy slave select jel (vagy abban az esetben, egyetlen slave ez mindig van kiválasztva, így nem lesz slave select jel).
Arduino SPI kapcsolat
az alábbi ábra az SPI csatlakozók felületét mutatja, amely szintén az Arduino táblán található programozási csatlakozó (ICSP), amely lehetővé teszi az ATmega328p közvetlen programozását.,p>
5 – Reset
6 – GND
Location of the SPI connector on Arduino Uno R3
Photo Credit : kenming_wang (mod shows ICSP)
Different SPI Interface operational Modes
There are three ways of using the SPI interface
- Single Master – Single Slave.,
- Single Master-Több Slave-Chip kiválasztott.
- Single Master-Multiple Slave-dasiy láncolva.
Single Master-Single Slave.
ez Itt a telepítő egyetlen SPI csatlakozó:
Megjegyzés: A chip válasszuk a jelet SS választható az egyetlen eszköz systemas rendszerint döntetlen a SSinput a rabszolga alacsony (ha a másik vonal dedikált, hogy SPI használata).,
SIP interfész: a chip segítségével kiválasztja a
ezzel a sémával vezérelheti az egyes slave eszközöket a chip select line használatával (általában aktív, alacsony piros nyilak vezérlik). Ha letiltotta theData kimenet theslave bemegy egy nagy impedanciájú állapotban, így nem zavarja aJelenleg kiválasztott slave és a slave adatbevitel figyelmen kívül hagyja (checkdatasheet).,
ennek a sémának az az előnye, hogy minden eszközt figyelembe vehetkülön – külön, ha összehasonlítja a daisy chain módszerrel-lehetővé téve a különböző órarendeket igénylő SPI eszközök csatlakoztatását.
ha SPI slave-je van, amely különböző órákkal (élek/üresjárati állapotok) működik, akkor újra programozhatja a master SPI hardver modult, mielőtt engedélyezne egy adott CS-t, így minden slave rendelkezik a megfelelő jelekkel.
Ha a Daisy chain módszert használja, akkor meg kell győződnie arról, hogy az összes zseton ugyanazt az óraélet és az alapjárati óraállapotot használja.,
SPIInterface: daisy chaining
ezzel a sémával a mester által küldött összes adat átkerül az összes eszközre, és az egyes készülékekről küldött összes adat átkerül a következőre (piros pontozott nyíllal látható). Ahhoz, hogy ez a rendszer működjön, meg kell győződnie arról, hogy minden rabszolga ugyanúgy használja az órát, és meg kell szereznie a megfelelő számú bitet, így több munka van a szoftverben.
Megjegyzés: A Daisy-Chain módszer előnye, hogy minden slave SPI eszközhöz chip select jelet ment.
További információ a Wikipédián.,
SPI Interface Daisy Chain
SPI Daisy Chain Példa
több HC595 chips, daisy-chain kapcsolódik, így egy könnyű számának növekedése kimenet elérhető használata nélkül sok mikrokontroller csapok.
a működési határértékek a HC sebessége, az SPI kimenet sebessége. Szintén tervezési megfontolás, pl. ha LED-eket vezet, amelyeket 20ms-enként frissíteni kell.
párhuzamos Versus Soros SPI
a párhuzamos interfész használata és az SPI interfész közötti kereskedelem a sebesség, pl., ha egy párhuzamos 12 bites ADC-t olvasol 200ksp-en, akkor elolvashatod a készüléket ata 200kHz sebességgel, de ha ugyanazt az adatátviteli sebességet akarod elérni az SPI segítségével, akkorszüksége van egy soros sebességre 200kHz x 12 = 2.4 MHz. Így a sebesség és az ebből eredő zaj is az áramkörbe került.
összefoglaló
az SPI interfész egy nagyon népszerű protokollt határoz meg, amely nagy sebességgel működik. A fő probléma az, hogy a slave-eszközöket nem köti semmilyen speciális órajel-rendszer, így eltérő módon működhetnek egymással szemben, ami megnehezítheti azok ellenőrzését., az alapjárati órát és az éleket minden egyes készülékhez helyesen kell beállítani.
előnyök:
- nagy sebesség.
- rendkívül egyszerű felület, amely könnyen reprodukálható a szoftverben.
hátrányok:
- Slave chipek szabadon fogadhatnak el minden szükséges órajel-sémát.