數(shù)字接口系列文章之SPI總線

　串行外設接口 (SPI) 總線是一種運行于全雙工模式下的同步串行數(shù)據(jù)鏈路。用于在單個主節(jié)點和一個或多個從節(jié)點之間交換數(shù)據(jù)。SPI 總線實施簡單，僅使用四條數(shù)據(jù)信號線和控制信號線（請參見圖 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 標準，但特殊集成電路的 SPI 端口名稱通常與圖 1 中所標示的名稱有所不同。

　　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)傳輸通常會包含一次數(shù)據(jù)交換。當主節(jié)點向從節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)時，從節(jié)點也會向主節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)。為此，主節(jié)點的內(nèi)部移位寄存器和從節(jié)點被設置成環(huán)形（請參見圖 2）。

　　圖 2 兩個移位寄存器形成一個內(nèi)部芯片環(huán)形緩沖器

　　在數(shù)據(jù)交換之前，主節(jié)點和從節(jié)點使其內(nèi)部移位寄存器加載存儲器數(shù)據(jù)。產(chǎn)生時鐘信號時，主節(jié)點會通過 MOSI 線同步輸出其移位寄存器。同時，從節(jié)點在 SIMO 處從主節(jié)點讀取第一位，并將其存儲到存儲器中，然后通過 SOMI 輸出 MSB。主節(jié)點會在 MISO 處讀取從節(jié)點的第一位，并將其存儲到存儲器中以待稍后處理。整個過程將一直持續(xù)，直至交換完所有數(shù)據(jù)位，然后主節(jié)點使時鐘空閑并通過 /SS 禁用從節(jié)點。