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串行外设接口
串行外设接口
串行外围设备接口（SPI）允许嵌入式系统之间进行高速同步数据传输。它基本上用于两个嵌入式设备之间的短距离通信。SPI的最常见用途之一是将您的微控制器连接到LCD等外设。
什么是串行外围设备接口？
“串行外围接口（SPI）是一种通信协议，旨在在短距离内传输同步数据。” 现在，让我们简化上面的定义。
什么是同步数据？
根据字典，“同步”一词是指同时发生或在每次发生之间具有一致时间的事物。因此，同步数据意味着连续且一致的时间传输数据。
什么是同步数据传输？
同步数据传输是一种数据传输方法，其中连续的数据信号流伴随有定时信号（由电子时钟生成），以确保发送器和接收器彼此同步。在这种传输模式下，数据以规则的时间间隔以数据包或帧的形式发送。
什么是串行通讯？
串行通信是通过通信通道或计算机总线一次按顺序发送数据的过程。
现在，在讨论所有这些之后得出结论。就是说SPI是标准化的或为在两个短距离电子设备之间传输数据而定义的协议。
串行外围接口的功能
SPI的一些共同特征是–
1- SPI在全双工模式下工作。这意味着可以同时从网络的两端传输数据。
2-它适用于主从架构。这意味着您可以拥有一个可以控制您的网络的主设备。
3-它是四线串行总线。它可以有多个奴隶。
什么样的SPI诞生了？
现在，既然我们知道什么是SPI及其重要功能。现在我们将讨论“什么是SPI诞生的？”
SPI之所以出现是因为我们的处理器或控制器不是自给自足的。就像我们的身体有大脑，但我们需要眼睛，鼻子和耳朵来感知事物并为大脑提供输入。我们需要手和腿按照人类大脑的指示执行某些操作。因此，我们还需要将输入，输出和内存外围设备连接到我们的处理器。因此，为了连接这些提供同步数据的短距离外围设备（例如闪存，支持USB的键盘或鼠标），我们需要一个协议。
这样，所有串行外围设备制造商都可以制造独立的外围设备，这些设备可以连接到任何类型的处理器。这就是为什么此标准通信协议应运而生的原因。
串行外围设备接口（SPI）接口
如下图所示，SPI总线具有以下四个信号：
SCLK：串行时钟（主机输出）
MOSI：主机输出从机输入或主机输出从机输入（主机输出数据）
MISO：主机输入从机输出，或主机输入从机输出（从机的数据输出）
SS：从机选择（通常为低电平有效，从主机输出）
因此，如果要将任何外围设备连接到处理器或CPU，则可以通过这种方式轻松实现。根据给定的图连接PIN。尽管上面给出的名称是大多数体系结构中最常见和最受欢迎的引脚名称约定。
SPI中的数据传输如何工作？
在SPI设备中，使用主/从关系进行通信。主机启动数据传输。主机还为从机设备生成时钟，并从网络中选择一个从机。数据总是同时在两个方向上传输。如果只想发送，则需要从接收方生成一个虚拟字节。发生这种情况是因为SPI内部在发送器和接收器侧都有两个移位寄存器。而且，每当从一侧发送数据时，我们就需要从接收器一侧接收一些数据，因为数据在内部一点一点地移位。
在幕后进行传播
该系统由两个移位寄存器（基于字长或处理器）和一个主时钟发生器组成。当将所需从设备的从设备选择SS引脚拉低时，SPI主设备启动通信周期。主机和从机准备在各自的移位寄存器中发送数据，主机在SCK线上产生所需的时钟脉冲以交换数据。数据总是在主机输出（从机输入，MOSI，线路）上从主机转移到从机，在主机输入（从机输出，MISO，线路）上从主机转移到主机。在每个数据包之后，主机通过拉高从机选择SS线来同步从机。
