「技术分享」小体积、高性能、不卡顿的SPI

SPI简介

SPI(Serial Peripheral Interface)，即串行外部设备接口，是一种全双工、高速、同步的串行通信总线。利用单独的数据线和单独的时钟信号，来保证发送端和接收端的完美同步。

一 · SPI信号线

SPI接口一般使用3~4条信号线通信，以主从模式工作（产生时钟的一侧称为主机，另一侧称为从机），收发独立，可以实现多个SPI设备互相连接。

【SCK】: 串行时钟信号（Serial Clock），由主设备产生发送给从机。

【MOSI】:主发从收信号（Master Output Slave Input），主设备输出/从设备输入引脚，该引脚在主模式下发送数据，在从模式下接收数据。

【MISO】:主收从发信号（Master Input Slave Output），主设备输入/从设备输出引脚，该引脚在从模式下发送数据，在主模式下接收数据。

【CS/SS】:片选信号（Slave Select），由主设备控制。它的功能是用来作为“片选引脚”，也就是选择指定的从设备，让主设备可以单独地与特定从设备通讯，避免数据线上的冲突。

例.AS01模块功能连接图

二· SPI通信模式

SPI是允许主设备启动从设备同步通讯的一种协议，从而达到数据交换的通信目的。

SPI通信有4种不同的操作模式，通过CPOL（时钟极性）和CPHA（时钟相位）来控配置主设备的通信模式。

SPI模式0

SPI模式0：CPOL=0，CPHA=0

即空闲态时，SCLK处于低电平，数据采样是在第1个边沿，也就是SCLK由低电平到高电平的跳变，数据采样是在上升沿(准备数据），（发送数据）数据发送是在下降沿。

SPI模式1

SPI模式1：CPOL=0，CPHA=1

即空闲态时，SCLK处于低电平，数据发送是在第1个边沿，也就是SCLK由低电平到高电平的跳变，所以数据采样是在下降沿，数据发送是在上升沿。

SPI模式2

SPI模式2：CPOL=1，CPHA=0

即空闲态时，SCLK处于高电平，数据采集是在第1个边沿，也就是SCLK由高电平到低电平的跳变，所以数据采集是在下降沿，数据发送是在上升沿。

SPI模式3

SPI模式3：CPOL=1，CPHA=1

即空闲态时，SCLK处于高电平，数据发送是在第1个边沿，也就是SCLK由高电平到低电平的跳变，所以数据采集是在上升沿，数据发送是在下降沿。

三 · SPI模块实测

1.采用10ppm高精度品质晶振，全温范围内(-40°C~+85°C) 精度偏差小，长期稳定可靠，一致性好。实验结果可见频谱收敛，干净无杂散，信号分离度优异，信道间不易串频。

2.良好的阻抗匹配，降低反射，得到最大化功率，提升接收灵敏度，也更好地保护电路板及元器件。

3.趋“1”的驻波

驻波波腹电压与波谷电压幅度之比，又称为驻波系数、驻波比。驻波比等于1时，表示馈线和天线的阻抗完全匹配，此时高频能量全部被天线辐射出去，没有能量的反射损耗。

4.真实电流

大幅延长电池供电时间，同时自适应连接、速率，延长电池使用寿命，休眠电流仅0.7uA

四 · SPI模块优势

串行通信接口SPI因其

1.极其灵活的数据传输（不限于8位，可以是任意大小的字）；

2.没有启动和停止位，数据可以连续流式传输而不会中断；

3.非常简单的硬件结构，占用更少的系统资源；

而在众多通信方式中占据着一席之地。

非常适用于微控制器之间、以及微控制器和传感器之间的通信。

因此被广泛地应用于物联网、RFID、 工控、医疗、RF4CE、安防报警、数据采集、智能家居、水电气抄表等多种场合。

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