SPI、I2C接口的定义

SPI、I2C接口的定义

1、SPI(Serial Peripheral Interface串行外围接口)：高速、全双工、同步串行口。

三或四个信号用于数据交换：

SIMO:从进，主出

SOMI:从出，主进

UCLK:时钟，由主机驱动，从机用它发送和接收数据

STE：从机发送允许，用于四线模式中控制多主从系统中的多个从机

三线SPI组成：串行时钟(SCLK)、串行数据输出(SDO)、串行数据输入(SDI)。SPI总线可以实现多个SPI设备互相连接。

提供SPI串行时钟的SPI设备为SPI主机或主设备(Master)，其他设备为SPI

从机或从设备(Slave)。

主从设备间可以实现全双工通信，当有多个从设备时，还可以增加一条从设备选择线。四线SPI模式用附加控制线，来允许从机数据的发送和接收，它由主机控制。

SPI接口是在CPU和外围低速器件之间进行同步串行数据传输,在主器件的移位脉冲下,数据按位传输,高位在前,地位在后,为全双工通信。

如果用通用IO口模拟SPI总线，必须要有一个输出口(SDO)，一个输入口(SDI)，另一个口则视实现的设备类型而定，如果要实现主从设备，则需输入输出口，若只实现主设备，则需输出口即可，若只实现从设备，则只需输入口即可。

UART需要固定的波特率，而SPI则无所谓，因为它是有时钟的协议。

SPI接口主要应用在EEPROM,FLASH,实时时钟,AD转换器,还有数字信号处理器和数字信号解码器之间。

2、I2C(Inter IC Bus)接口定义：

I2C总线是双向两线(SCL——串行时钟、SDA——串行数据线)制同步串行总线，具有竞争检测和仲裁机制，可使多个主机任意同时发送数据而不破坏总线上的数据信息。非常适合在器件之间进行近距离、非经常性的数据通信。在它的协议体系中，传输数据时都会带上目的设备的设备地址，因此可以实现设备组网。

特点：

A、每个连到总线上的器件都可由软件唯一的地址寻址，并建立简单的主从关系。主器件既可作为发送器，又可作为接收器。

B、同步时钟允许器件通过总线以不同的波特率进行通信

C、同步时钟可以作为停止和重新启动串行口发送的握手方式

D、连接到同一总线上的集成电路器件数只受400PF的总大总线电容的限制

如果用通用IO口模拟I2C总线，并实现双向传输，则需一个输入输出口(SDA)，另外还需一个输出口(SCL)。

注：组成I2C总线的串行数据线SDA和串行时钟线SCL必须经过上拉电阻Rp接到正电源上，连接到总线上的器件的输出极必须为“开漏”或“开集”的形式，

以便完成“线与”的功能。

I2C需要有双向IO的支持，而且使用上拉电阻，抗干扰能力较弱，一般用于同一板卡上芯片之间的通信，较少用于远距离通信

总线协议及SPI时序图详解

SPI总线协议及SPI时序图详解 SPI，是英语Serial Peripheral Interface的缩写，顾名思义就是串行外围设备接口。SPI，占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简 SPI是一个环形总线结构，由ss(cs)、sck、sdi、sdo构成，其时序其实很简单，上升沿发送、下降沿接收、高位先发送。 上升沿到来的时候，sdo上的电平将被发送到从设备的寄存器中。 下降沿到来的时候，sdi上的电平将被接收到主设备的寄存器中。 假设主机和从机初始化就绪：并且主机的sbuff=0xaa (10101010)，从机的sbuff=0x5一遍(假设上升沿发送数据)。 --------------------------------------------------- 脉冲主机sbuff 从机sbuff sdi sdo --------------------------------------------------- 0 00-0 10101010 01010101 0 0 --------------------------------------------------- 1 0--1 0101010x 10101011 0 1 1 1--0 0101010010101011 0 1 --------------------------------------------------- 2 0--1 1010100x 01010110 1 0 2 1--0 1010100101010110 1 0 ---------------------------------------------------

基于verilog的SPI设计

武汉理工大学本科学生毕业设计（论文）开题报告

目录 摘要.................................................................................. I Abstract ............................................................................. II 1 绪论.. (3) 1.1课题研究背景 (3) 1.2 SPI研究目的及意义 (4) 1.3 本章小结 (4) 2 SPI原理分析 (5) 2.1 SPI介绍 (5) 2.2 SPI工作模式 (6) 2.3 SPI传输模式 (6) 2.4 SPI协议 (7) 2.5 本章小结 (8) 3 方案论证 (10) 3.1在51系列单片机系统中实现 (10) 3.2 用可编程逻辑器件设计SPI (11) 3.3 本章小结 (11) 4 SPI的电路设计 (12) 4.1 SPI设计系统的功能 (12) 4.2 SPI各部分具体实现 (12) 4.2.2 SPI系统中所用的寄存器 (13) 4.2.3 SPI速率控制 (14) 4.2.4 SPI控制状态机 (14) 4.2.5 SPI程序设计流程图 (15) 4.3 SPI仿真及开发板上调试验证分析 (16) 4.3.1 仿真分析 (16) 4.3.2开发板上调试 (18) 4.4 本章小结 (20) 5 论文总结 (21) 致谢 (22) 参考文献 (23) 附录1 (24) 附录2 (28)

摘要 随着专用集成电路（ASIC)设计技术的进步以及超大规模集成电路（VLSI)工艺技术的飞速发展，以及其价格的日益降低，采用FPGA编程的硬件电路来实现诸如SPI接口也日益切实可行，相对软件实现具有更好的优点。SPI接口是一种常用的标准接口，由于其使用简单方便且节省系统资源，很多芯片都支持该接口，SPI接口主要应用在EEPROM，FLASH，实时时钟，AD转换器，还有数字信号处理器和数字信号解码器之间等等。 由于SPI接口是一种事实标准，并没有标准协议，大部分厂家都是参照Motorola的SPI接口定义来设计的，但正因为没有确切的版本协议，不同厂家产品的SPI接口在技术上存在一定的差别，容易引起歧义，有的甚至无法互联（需要用软件进行必要的修改）。本文基于一种使用较为普遍的协议来进行设计，并参照Motorola公司的MC68HC11A8单片机中的SPI模块定义来设计的简化的SPI接口，用Verilog语言进行编写设计，并在ISE 软件上进行设计仿真，并在基于Xlinx公司的Spartan-3E芯片的Digilent公司出品的Nexys2开发板上用在线逻辑分析仪chipscope进行板上调试验证观察结果，并完成实现功能，并具有一些独创性的设计。 关键词：FPGA Verilog SPI协议 chipscope ISE

veriolg实现spi总线

从机模块slave_spi.v连接有ram，模拟CA T25010芯片存储数据，用rden,wren,data,address 进行通信，CAT25010芯片具体通信协议可参考起使用说明。 module slave_spi(clk,rst,cs,sck,si,so,rden,wren,data,address,data_send); input clk,rst,cs,sck; input si; input [7:0] data_send; //读取外部ram的数据，用于发送 output rden,wren; output [7:0] data; //写入外部ram的数据 output [7:0] address; //写入外部ram的数据的地址 output so; reg rden,wren; reg [7:0] data; reg [7:0] address; reg [7:0] data_in; reg [7:0] addr_in; reg [7:0] data_send_buff; reg so_buff,link_so; reg [4:0] s_state; reg [3:0] read_state; reg [7:0] opecode; reg [3:0] readin_bit; wire so; assign so = link_so? so_buff:1'bz; parameter read_code=8'b0000_0011, write_code=8'b0000_0010; parameter idle=5'b00001, s_opecode=5'b00010, s_address=5'b00100, s_write=5'b01000, s_read=5'b10000; parameter bit7=4'b0010, bit6=4'b0011,

单片机软件模拟SPI接口—加深理解SPI总线协议

SPI — SPI SPI(Serial Peripheral Interfacer ) SPI RAM EEPROM FlashROM A D D A LED LED I O UART SPI I O SPI I O AT89C205l SPI EEPROM 93CA6 1 I O SPI 93C46 SPI 93CA6 SPI 4 I O (SK) DO DI CS (MSB) (LsB) 93C46 SPI 2

SPI SPI AT89C2051 SPI 1 AT89C2051 EEPROM 93C46 P1 0 SPI SDO P1 2 SPI SCK P1 3 SPI SCS P1 1 SPI SDI P1 2(SCK) 0( ) AT89C2051 P1 0 1 (1) 2 (10) 6 (A5A4A3A2A1A0) P1 1 1 (0) l6 ( ) AT89C2051 P1 0 1 (1) 2 (01) 6 (A5A4A3A2A1A0) P1 0 l6 ( ) (WEN)) 1 (1) 2 (00) 6 (11XXXX) (WDS)) 1 (1) 2 (00) 6 (00XXXX) C51 SPI // I/O sbit SDO=P1^0 sbit SDI=P1^1 sbit SCK=P1^ 2 sbit SCS=P1^3 sbit ACC_7= ACC^7 unsigned int SpiRead(unsigned char add) { unsigned char i unsigned int datal6 add&=0x3f /*6 */ add |=0x80 /* l0*/ SDO=1 /* 1 */ SCK=0 SCK=1 for(i=0 i<8 i++)/* */ { if(add&0x80==1) SDO=1 else SDO=0 SCK=0 /* */ SCK=1 add<<= 1 } SCK=1 /* 1 */

【SoCVista】SPI总线接口的SOPC模块设计与实现

SPI 总线接口的SoPC 模块设计与实现 廖彬彬,张福洪,尚俊娜 (杭州电子科技大学通信工程学院　浙江杭州　310018) 摘　要:SPI 总线接口是Motorola 公司提出的一种全双工的同步串行外设通信接口,用于连接微处理器和各种外围设备。可编程片上系统是Altera 公司提出的一种灵活、高效的SoC 解决方案,So PC 模块间的互联使用了Avalon 交换式总线。基于Avalon 交换式总线接口规范,利用Verilog HDL 硬件描述语言实现SPI 总线接口的硬件设计,编写SPI 接口模块在 N IOS Ⅱ系统中的驱动程序。在Modelsim 中对SPI 接口的硬件设计进行功能和时序仿真;在FP GA 开发板上构建了实际的N IOS Ⅱ系统,验证SPI 接口的So PC 模块;仿真和验证结果正确,满足设计要求。 关键词:可编程片上系统;串行外设接口;Verilog 硬件描述语言;FP GA ;N IOS Ⅱ 中图分类号:TN402;TP302 文献标识码:B 文章编号:10042373X (2008)022013204 Design and Implement of SoPC Modular for SPI Bus Interface L IAO Binbin ,ZHAN G Fuhong ,SHAN G J unna (School of Communication Engineering ,Hangzhou Dianzi University ,Hangzhou ,310018,China ) Abstract :Serial peripheral interface bus is a synchronous serial data link standard designed by Motorola which operates in full duplex mode ,it allows communication between micro processor and peripheral devices.So PC (System on Programmable Chip )is a kind of flexible and high performance SoC solution designed by Altera.The So PC system interconnect fabric is Aval 2on switch fabric.The SPI interface based on Avalon switch fabric using Verilog HDL (Hardware Description Language )is de 2signed and implemented.And then a device driver of SPI interface modular for NIOS Ⅱsystem is written.The f unction and timing simulation in Modelsim are also presented.A prototype N IOS Ⅱsystem on FP GA development board is built to verify this modular.Results of simulation and verification satisfy the design requirement. K eywords :system on programmable chip ;serial peripheral interface ;Verilog HDL ;FP GA ;N IOS Ⅱ 收稿日期:2007207231 1　引　言 可编程片上系统(System on Programmable Chip , So PC )是Altera 公司提出的一种灵活、高效的SoC 解决方 案,是一种特殊的嵌入式微处理器系统,他是将软件和硬件集成到单个可编程逻辑器件平台中,同时获得软件的灵活性以及硬件的高性能优势,并且他是可编程系统,具有灵活的设计方式,可裁减、可扩充、可升级,并具备软硬件在系统可编程的功能。 SPI 总线接口(Serial Peripheral Interface )是Motorola 公司提出的一种全双工的同步串行外设通信接口,用于连接微处理器和各种外围设备,是一种3线总线结构,接口信号线少,实现简单,应用非常广泛。 本文给出的是通过Verilog HDL 硬件描述语言实现 SPI 总线的So PC 模块设计,并编写该模块在NIOS Ⅱ系 统中的驱动程序。 2　SPI 总线接口与Avalon 交换式总线简介2.1　SPI 总线接口 SPI 总线接口最早由Motorola 公司提出,他是一种全 双工的同步串行外设通信接口,用于连接微处理器和各种外围设备。SPI 接口一般由4根信号线组成,1根串行时钟线(SCL K )、2根数据线主机输入/从机输出线(MISO )和主机输出/从机输入线(MOSI ),还有一根是低电平有效的从机选择线(SS )。 SPI 接口总线上的数据传送是通过串行时钟SCL K 进行同步。SCL K 信号由SPI 主机端产生,通过串行时钟线(SCL K )传到SPI 从机,从而实现串行数据的同步传送。 MISO 和MOSI 的功能取决于其是作为主机还是从机。 当作为主机时,MISO 是输入,MOSI 是输出,作为从机时刚好相反。其应用通常是一个SPI 主机连接一个或多个 SPI 从机。 SPI 接口的数据传输有4种不同的传输模式,由SPI 控制寄存器中CPOL 和CP HA 位来选择当前传输模式, 如表1所示。 3 1

SPI通信协议(SPI总线)学习

SPI通信协议（SPI总线）学习 各位读友大家好！你有你的木棉，我有我的文章，为了你的木棉，应读我的文章！若为比翼双飞鸟，定是人间有情人！若读此篇优秀文，必成天上比翼鸟！ SPI通信协议（SPI总线）学习1、什么是SPI？SPI是串行外设接口(Serial Peripheral Interface)的缩写。是Motorola 公司推出的一种同步串行接口技术，是一种高速的，全双工，同步的通信总线。2、SPI优点支持全双工通信通信简单数据传输速率块3、缺点没有指定的流控制，没有应答机制确认是否接收到数据，所以跟IIC总线协议比较在数据可靠性上有一定的缺陷。4、特点1）：高速、同步、全双工、非差分、总线式2）：主从机通信模式5、协议通信时序详解1）：SPI的通信原理很简单，它以主从方式工作，这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备，需要至少4根线，事实上3根也可以(单向传输时)。也是所有基于SPI的设备共有的，它们是SDI(数据输入)、SDO(数据输出)、SCLK(时钟)、CS(片选)。(1)SDO/MOSI –主设备数据输出，从设备数据输入;(2)SDI/MISO –主设备数据输入，从设备数据输出;(3)SCLK –时钟信号，由主设备产生;(4)CS/SS –从设备使能信号，由主设备控制。当有多个从设备的时候，因为每个从设备上都有一个片选引脚接入到主设备机中，当我们的主设备和某个从设备通信时将需要将从设备对应的片选引脚电平拉低或者是拉高。2）：需要说明的是，我们SPI通信有4种不同的模式，不

同的从设备可能在出厂是就是配置为某种模式，这是不能改变的；但我们的通信双方必须是工作在同一模式下，所以我们可以对我们的主设备的SPI模式进行配置，通过CPOL（时钟极性）和CPHA（时钟相位）来控制我们主设备的通信模式，具体如下：Mode0：CPOL=0，CPHA=0Mode1：CPOL=0，CPHA=1Mode2：CPOL=1，CPHA=0Mode3：CPOL=1，CPHA=1时钟极性CPOL 是用来配置SCLK的电平出于哪种状态时是空闲态或者有效态，时钟相位CPHA是用来配置数据采样是在第几个边沿：CPOL=0，表示当SCLK=0时处于空闲态，所以有效状态就是SCLK处于高电平时CPOL=1，表示当SCLK=1时处于空闲态，所以有效状态就是SCLK处于低电平时CPHA=0，表示数据采样是在第1个边沿，数据发送在第2个边沿CPHA=1，表示数据采样是在第2个边沿，数据发送在第1个边沿例如：CPOL=0，CPHA=0：此时空闲态时，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，所以数据采样是在上升沿，数据发送是在下降沿。CPOL=0，CPHA=1：此时空闲态时，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。CPOL=1，CPHA=0：此时空闲态时，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。CPOL=1，CPHA=1：此时空闲态时，SCLK处于高电平，数据发送是在第

SPI总线协议SPI时序图详解

SPI总线协议及SPI时序图详解 SPI是一个环形总线结构，由ss(cs)、sck、sdi、sdo构成，其时序其实很简单，主要是在sck的控制下，两个双向移位寄存器进行数据交换。 下面为一种情况例举： 上升沿发送、下降沿接收、高位先发送。 上升沿到来的时候，sdo上的电平将被发送到从设备的寄存器中。 下降沿到来的时候，sdi上的电平将被接收到主设备的寄存器中。 假设主机和从机初始化就绪：并且主机的sbuff=0xaa (10101010)，从机的sbuff=0x55 (01010101)，下面将分步对spi的8个时钟周期的数据情况演示一遍(假设上升沿发送数据)。 --------------------------------------------------- 脉冲主机sbuff 从机sbuff sdi sdo --------------------------------------------------- 0 00-0 10101010 01010101 0 0 --------------------------------------------------- 1 0--1 0101010x 10101011 0 1 1 1--0 0101010010101011 0 1 --------------------------------------------------- 2 0--1 1010100x 01010110 1 0 2 1--0 1010100101010110 1 0 --------------------------------------------------- 3 0--1 0101001x 10101101 0 1 3 1--0 0101001010101101 0 1 --------------------------------------------------- 4 0--1 1010010x 01011010 1 0 4 1--0 1010010101011010 1 0 --------------------------------------------------- 5 0--1 0100101x 10110101 0 1 5 1--0 0100101010110101 0 1 --------------------------------------------------- 6 0--1 1001010x 01101010 1 0 6 1--0 1001010101101010 1 0 --------------------------------------------------- 7 0--1 0010101x 11010101 0 1 7 1--0 0010101011010101 0 1 --------------------------------------------------- 8 0--1 0101010x 10101010 1 0 8 1--0 01010101 10101010 1 0 这样就完成了两个寄存器8位的交换，上面的0--1表示上升沿、1--0表示下降沿，sdi、 sdo相对于主机而言的。根据以上分析，一个完整的传送周期是16位，即两个字节，因为，首先主机要发送命令过去，然后从机根据主机的名准备数据，主机在下一个8位时钟周期才把数据读回来。 SPI总线是Motorola公司推出的三线同步接口，同步串行3线方式进行通信:一条时钟线SCK，一条数

SPI总线协议

原文：SanDisk Secure Digital Card - Product Manual Version 2.2 （Document No. 80-13-00169 September 2004）第5章 SPI总线协议译者：醇酒。请尊重我的劳动，勿抄袭和修改本文中的内容，若文中翻译有不妥之处，请Email：chunjiu○https://www.sodocs.net/doc/589373019.html,处指正，不胜感激！ SD卡规格书第五章 SPI总线协议 译者注：

SPI总线协议目录 5.1. SPI总线协议 5.1.1. 模式选择 5.1.2. 总线传送保护 5.1.3. 数据的读取 5.1.4. 数据写入 5.1.5. 擦除和写保护处理 5.1. 6. 读取CID/CSD寄存器 5.1.7. 复位顺序 5.1.8. 时钟控制 5.1.9. 错误条件 5.1.9.1. CRC和无效指令 5.1.9.2. 读取、写入和擦除的超时情形 5.1.10.存储器阵列分布 5.1.11. 卡的锁定/解锁 5.1.12. 特殊用途的命令集 5.1.13. 版权保护命令集 5.2. SPI命令设置 5.2.1. 命令格式 5.2.2. 命令类 5.2.2.1. 详细的命令描述 5.2.3.应答 5.2.3.1 R1 的格式 5.2.3.2. R1b的格式 5.2.3.3. R2的格式 5.2.3.4. R3 的格式 5.2.3.5. 数据应答 5.2.4. 数据标记 5.2.5.数据错误标记 5.2. 6. 清除状态位 5.3. 卡寄存器 5.4. SPI总线时序图解 5.4.1. 命令 / 应答 5.4.2. 数据读取 5.4.3. 数据写入 5.4.4. 时钟数值 5.5. SPI 电气接口 5.6. SPI总线操作条件（环境） 5.7.总线时钟 附录： 英文特殊命令表 英文通用命令表 存储器阵列图 产品规格表 主控制器设计参考（简介，无实际内容）

FPGA设计中DAC7512控制的Verilog实现

FPGA设计中DAC7512控制的Verilog实现 一，概述 DAC7512是一个12-BIT，串行接口的DAC。低功耗，RAIL-TO-RAIL输出，SOT23-6封装。3线串行端口最高工作频率可以达到30MHZ，并兼容SPI，QSPI，MICROWIRE等总线。 DAC7512没有专用的基准电压输入，直接把VDD和GND作为基准电压，12BIT的分辨率，其输出电压为VOUT = VDD * D/4096。其中D是12BIT电压数值。 SOT23-6封装的DAC7512的引脚图如下。 DAC7512具有3线串行端口，其信号定义如下所示： 对DAC7512来讲，在总线上只会接收控制器发出的16BIT的数字信号（2BIT 无效数据，2bit控制数据和12bit（信号幅值数据）。所以对于控制器来讲，在总线操作上，只需要串行写这一种操作。 总线串行写操作在SYNC的下降沿开始。16 bit的数据在SCLK的下降沿被依次送入到DAC7512内部的移位寄存器中。从功耗的角度上讲，如果SYNC在空闲状态保持低电平，则有利于功耗的降低，但从总线操作的角度上讲，需要SYNC的下降沿来启动一次传输。

下面的图和表是总线操作的时序要求： 二，总线控制器的设计 根据总线控制器的特性，采用状态机来实现总线控制器的设计。从上面DAC7512的操作时序上来看，用一个三状态的状态机实现总线控制器是比较好的选择。在系统初始化或者没有数据传输时，系统处于空闲状态（DAC_IDLE），为了降低功耗，在这个状态下，SYNC信号为低电平；当有数据需要传输时，先进入DAC_PRE状态，在这个状态下，使SYNC信号为高电平，DAC_PRE状态保持的时间最短为SYNC需要保持为高电平的时间，即上图的T8，在VDD为3.6V~5.5V的时候，为33ns；当DAC_PRE状态结束时，进入DAC_DATA状态，在这个状态下，依次把16bit数据送到总线上去。

SPI协议的简单实例说明

SPI是一个环形总线结构，由ss（cs）、sck、sdi、sdo构成，其时序其实很简单，主要是在sck的控制下，两个双向移位寄存器进行数据交换。 假设下面的8位寄存器装的是待发送的数据10101010，上升沿发送、下降沿接收、高位先发送。 那么第一个上升沿来的时候数据将会是sdo=1；寄存器=0101010x。下降沿到来的时候，sdi上的电平将所存到寄存器中去，那么这时寄存器=0101010sdi，这样在8个时钟脉冲以后，两个寄存器的内容互相交换一次。这样就完成里一个spi时序。 例子： 假设主机和从机初始化就绪：并且主机的sbuff=0xaa，从机的sbuff=0x55，下面将分步对spi的8个时钟周期的数据情况演示一遍:假设上升沿发送数据 这样就完成了两个寄存器8位的交换，上面的上表示上升沿、下表示下降沿，sdi、sdo相对于主机而言的。其中ss引脚作为主机的时候，从机可以把它拉底被动选为从机，作为从机的是时候，可以作为片选脚用。根据以上分析，一个完整的传送周期是16位，即两个字节，因为，首先主机要发送命令过去，然后从机根据主机的名准备数据，主机在下一个8位时钟周期才把数据读回来！！

SPI，是英语Serial Peripheral interface的缩写，顾名思义就是串行外围设备接口。SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，现在越来越多的芯片集成了这种通信协议，比如P89LPC900. SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，其工作模式有两种：主模式和从模式，无论那种模式，都支持 3Mbit/s的速率，并且还具有传输完成标志和写冲突保护标志。到目前为止，我使用过的具有SPI总线的器件，就是存储芯片Eprom：at25128，在使用过程中，发现的确是有这种总线的优点。下面以P89LPC900单片机的SPI总线来解释SPI总线的通用使用规则。 LPC900单片机的SPI接口主要由4个引脚构成：SPICLK、MOSI、MISO及/SS，其中SPICLK是整个SPI总线的公用时钟，MOSI、MISO作为主机，从机的输入输出的标志，MOSI是主机的输出，从机的输入，MISO是主机的输入，从机的输出。/SS 是从机的标志管脚，在互相通信的两个SPI总线的器件，/SS管脚的电平低的是从机，相反/SS管脚的电平高的是主机。在一个SPI通信系统中，必须有主机。 SPI总线可以配置成单主单从，单主多从，互为主从。今以互为主从模式作为讲解： 要进行SPI互为主从操作，必须遵照以下步骤： 1 对A、B进行初始化，均设为主机（需要进行以下操作）。 a) SPI端口初始化为准双向。 b) SPCTL配置为0x50，SSIG=0，SPEN=1，MSTR=1。 c) 清除SPSTAT中的SPIF及WCOL标志位为0。

SPI串行总线接口的Verilog实现

SPI串行总线接口的Verilog实现 摘要：集成电路设计越来越向系统级的方向发展,并且越来越强调模块化的设计。SPI(Serial Peripheral Bus)总线是Motorola公司提出的一个同步串行外设接口,容许CPU 与各种外围接口器件以串行方式进行通信、交换信息。本文简述了SPI总线的特点,介绍了其4条信号线,SPI串行总线接口的典型应用。重点描述了SPI串行总线接口在一款802.11b芯片中的位置,及该接口作为基带和射频的通讯接口所完成的功能,并给出了用硬件描述语言Verilog HDL 实现该接口的部分程序。该实现已经在Modelsim 中完成了仿真, 并经过了FPGA 验证, 最后给出了仿真和验证的结果。 在SOC设计中,利用EDA 工具设计芯片实现系统功能已经成为支撑电子设计的通用平台.并逐步向支持系统级的设计方向发展。而且,在设计过程中,越来越强调模块化设计。 SPI总线是Motorola公司提出的一个同步串行外设接口,具有接口线少、通讯效率高等特点。本文给出的是利用Verilog HDL实现的SPI总线模块,该模块是802.11b无线局域网芯片中一个子模块,该模块完成了芯片中基带(base band)与RF的通讯工作. 1 SPI总线接口概述 SPI(Serial Parallel Bus)总线是Motorola公司提出的一个同步串行外设接口,允许CPU 与各种外围接口器件(包括模/数转换器、数/模转换器、液晶显示驱动器等)以串行方式进行通信、交换信息。他使用4条线：串行时钟线(SCK)、主机输入/从机输出线(MISO)、主机输出/从机输入线(MOSI)、低电平有效的使能信号线(CS)。这样,仅需3～4根数据线和控制线即可扩展具有SPI接口的各种I/O 器件其典型结构如图1所示。 SPI总线具有以下特点： (1)连线较少,简化电路设计。并行总线扩展方法通常需要8根数据线、8～16根地址线、2～3根控制线。而这种设计,仅需4根数据和控制线即可完成并行扩展所实现的功能。 (2)器件统一编址,并与系统地址无关,操作SPI独立性好。 (3)器件操作遵循统一的规范,使系统软硬件具有良好的通用性。 2 SPI总线接口的设计与实现 该模块是802.1lb无线局域网芯片中的一子模块,其在芯片中的位置如图2所示。

spi总线协议英文版

竭诚为您提供优质文档/双击可除spi总线协议英文版 篇一：spi总线协议及spi时序图详解 spi总线协议及spi时序图详解 spi是一个环形总线结构，由ss(cs)、sck、sdi、sdo 构成，其时序其实很简单，主要是在sck的控制下，两个双向移位寄存器进行数据交换。 下面为一种情况例举： 上升沿发送、下降沿接收、高位先发送。 上升沿到来的时候，sdo上的电平将被发送到从设备的寄存器中。 下降沿到来的时候，sdi上的电平将被接收到主设备的寄存器中。 假设主机和从机初始化就绪：并且主机的 sbuff=0xaa(10101010)，从机的sbuff=0x55(01010101)，下面将分步对spi的8个时钟周期的数据情况演示一遍(假设上升沿发送数据)。 ---------------------------------------------------

脉冲主机sbuff从机 sbuffsdisdo--------------------------------------------------- 000-0101010100101010100--------------------------------------------------- 10--10101010x1010101101 11--0010101001010101101--------------------------------------------------- 20--11010100x010******* 21--0101010010101011010--------------------------------------------------- 30--10101001x1010110101 31--0010100101010110101--------------------------------------------------- 40--11010010x010******* 41--0101001010101101010---------------------------------

SPI通信协议(SPI总线)学习

SPI通信协议（SPI总线）学习 1、什么是SPI？ SPI是串行外设接口(Serial Peripheral Interface)的缩写。是Motorola 公司推出的一 种同步串行接口技术，是一种高速的，全双工，同步的通信总线。 2、SPI优点 支持全双工通信 通信简单 数据传输速率块 3、缺点 没有指定的流控制，没有应答机制确认是否接收到数据，所以跟IIC总线协议比较在数据可靠性上有一定的缺陷。 4、特点 1）：高速、同步、全双工、非差分、总线式 2）：主从机通信模式 5、协议通信时序详解 1）：SPI的通信原理很简单，它以主从方式工作，这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备，需要至少4根线，事实上3根也可以(单向传输时)。也是所有基于SPI的设备共有的，它们是SDI(数据输入)、SDO(数据输出)、SCLK(时钟)、CS(片选)。 (1)SDO/MOSI – 主设备数据输出，从设备数据输入; (2)SDI/MISO – 主设备数据输入，从设备数据输出; (3)SCLK – 时钟信号，由主设备产生; (4)CS/SS – 从设备使能信号，由主设备控制。当有多个从设备的时候，因为每个从设 备上都有一个片选引脚接入到主设备机中，当我们的主设备和某个从设备通信时将需 要将从设备对应的片选引脚电平拉低或者是拉高。 2）：需要说明的是，我们SPI通信有4种不同的模式，不同的从设备可能在出厂是就是配置为某种模式，这是不能改变的；但我们的通信双方必须是工作在同一模式下，所以我们可以对我们的主设备的SPI模式进行配置，通过CPOL（时钟极性）和CPHA（时钟相位）来控制我们主设备的通信模式，具体如下： Mode0：CPOL=0，CPHA=0 Mode1：CPOL=0，CPHA=1 Mode2：CPOL=1，CPHA=0 Mode3：CPOL=1，CPHA=1 时钟极性CPOL是用来配置SCLK的电平出于哪种状态时是空闲态或者有效态，时钟相位CPHA 是用来配置数据采样是在第几个边沿： CPOL=0，表示当SCLK=0时处于空闲态，所以有效状态就是SCLK处于高电平时 CPOL=1，表示当SCLK=1时处于空闲态，所以有效状态就是SCLK处于低电平时 CPHA=0，表示数据采样是在第1个边沿，数据发送在第2个边沿 CPHA=1，表示数据采样是在第2个边沿，数据发送在第1个边沿 例如： CPOL=0，CPHA=0：此时空闲态时，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，所以数据采样是在上升沿，数据发送是在下降沿。

SPI、I2C、UART三种串行总线协议的区别

第一个区别当然是名字： SPI(Serial Peripheral Interface：串行外设接口); I2C(INTER IC BUS) UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter：通用异步收发器) 第二，区别在电气信号线上： SPI总线由三条信号线组成：串行时钟(SCLK)、串行数据输出(SDO)、串行数据输 入(SDI)。SPI总线可以实现多个SPI设备互相连接。提供SPI串行时钟的SPI设备为SPI主机或主设备(Master)，其他设备为SPI从机或从设备(Slave)。主从设备间可以 实现全双工通信，当有多个从设备时，还可以增加一条从设备选择线。如果用通用IO 口模拟SPI总线，必须要有一个输出口(SDO)，一个输入口(SDI)，另一个口则视实现 的设备类型而定，如果要实现主从设备，则需输入输出口，若只实现主设备，则需输 出口即可，若只实现从设备，则只需输入口即可。 I2C总线是双向、两线(SCL、SDA)、串行、多主控（multi-master）接口标准，具有总线仲裁机制，非常适合在器件之间进行近距离、非经常性的数据通信。 在它的协议体系中，传输数据时都会带上目的设备的设备地址，因此可以实现 设备组网。如果用通用IO口模拟I2C总线，并实现双向传输，则需一个输入 输出口(SDA)，另外还需一个输出口(SCL)。（注：I2C资料了解得比较少，这 里的描述可能很不完备） UART总线是异步串口，因此一般比前两种同步串口的结构要复杂很多，一般 由波特率产生器(产生的波特率等于传输波特率的16倍)、UART接收器、 UART发送器组成，硬件上由两根线，一根用于发送，一根用于接收。显然， 如果用通用IO口模拟UART总线，则需一个输入口，一个输出口。 第三，从第二点明显可以看出，SPI和UART可以实现全双工，但I2C不行； 第四，看看牛人们的意见吧！ 1、I2C线更少，我觉得比UART、SPI更为强大，但是技术上也更加麻烦些，因为I2C需要有双向IO的支持，而且使用上拉电阻，我觉得抗干扰能力较弱，一般用于同一板卡上芯片之间的通信，较少用于远距离通信。SPI实现要简单 一些，UART需要固定的波特率，就是说两位数据的间隔要相等，而SPI则无 所谓，因为它是有时钟的协议。 2、I2C的速度比SPI慢一点，协议比SPI复杂一点，但是连线也比标准的SPI要少。

SPI 至I2C 接口

应用笔记486 利用MAX II CPLD 实现SPI 至I 2C 接口引言 本设计实现了两种应用广泛的共享总线体系结构之间的协议转换：串行外设接口(SPI)和I 2C 总线。Altera ? Max ? II CPLD 起到了桥接的作用，使 SPI 接口主机能够与通过I 2C 总线连接的器件进行通信。I 2C 和SPI I 2C 是串行2线窄带工业标准协议，用于嵌入式系统中各种低速外设之间的通信。而SPI 是应用广泛的4线快速全双工串行通信接口。现在很多嵌入式系统都有SPI 接口，和I 2C 外设连接有一定的困难。实现这种连接的方法之一是修改系统，但是性价比低。最好的方法是使用CPLD 来桥接这两种接口。本设计使用MAX II CPLD 来实现这一桥接功能，该器件非常灵活，功耗低，能够以较高的性价比集成到嵌入式系统中。对主机(SPI 主机)而言，CPLD 是 SPI 从机， 而对于I 2C 总线，它是主机。利用MAX II CPLD 实现SPI 至 I 2C 的接口 本设计支持SPI 接口主机对其他设备的数据流控制，这些设备包括A/D 转换器、LED 控制器、音频处理器等，通过I 2C 接口来读取温度传感器、硬件监视器和诊断传感器等。图1所示为采用MAX II CPLD 来实现SPI 至I 2C 的接口。 它作为SPI 从机和SPI 主机进行接口，使用了四种信号线，控制用的SS 和SCLK 信号，数据用的MISO 和MOSI 信号。 I 2C 总线一侧接口有两条信号线，SCLK 和SDA 信号。2007年12月，1.0版

图1.利用MAX II CPLD实现SPI至I2C 的接口 SPI接口 SPI总线通常只有一个主机以及和它相连的多个从机。CPLD作为从机之 一和 SPI主机设备相连，实现桥接功能。图2所示为SPI时序图。表1对 SPI接口引脚进行了说明。 图2.SPI时序图

(完整)spi总线协议详细说明

SPI总线原理与应用篇《电子制作》2008年9月站长原创，如需引用请注明出处 大家好，通过以前的学习，我们已经对51单片机综合学习系统的使用方法及学习方式有所了解与熟悉，学会了使用IIC总线的基本知识，体会到了综合学习系统的易用性与易学性，这一期我们将一起学习SPI总线的基本原理与应用实例。 先看一下我们将要使用的51单片机综合学习系统能完成哪些实验与产品开发工作：分别有流水灯，数码管显示，液晶显示，按键开关，蜂鸣器奏乐，继电器控制，IIC总线，SPI 总线，PS/2实验，AD模数转换，光耦实验，串口通信，红外线遥控，无线遥控，温度传感，步进电机控制等等。主体系统如图1所示，其配套书本教程《单片机快速入门》如图2所示。 图1 51单片机综合学习系统主机部分图片

图2 51单片机综合学习系统配套书本教程——《单片机快速入门》 上图是我们将要使用的51单片机综合学习系统硬件平台，如图1所示，本期实验我们用到了综合系统主机、板载的AT93C46芯片，综合系统其它功能模块原理与使用详见前几期《电子制作》杂志及后期连载教程介绍。 SPI总线简介 SPI总线基本概念 SPI ( Serial Peripheral Interface ———串行外设接口) 总线是Motorola公司推出的一种同步串行接口技术。SPI总线系统是一种同步串行外设接口,允许MCU 与各种外围设备以串行方式进行通信、数据交换。外围设备包括FLASHRAM、A/ D 转换器、网络控制器、MCU 等。SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，现在越来越多的芯片集成了这种通信协议。其工作模式有两种：主模式和从模式。SPI是一种允许一个主设备启动一个从设备的同步通讯的协议，从而完成数据的交换。也就是SPI是一种规定好的通讯方式。这种通信方式的优点是占用端口较少，一般4根就够基本通讯了（不算电源线）。同时传输速度也很高。一般来说要求主设备要有SPI控制器（也可用模拟方式），就可以与基于SPI的芯片通讯了。 SPI总线系统结构

SPI接口的verilog实现

SPI接口的verilog实现 项目中使用的许多器件需要SPI接口进行配置，比如PLL：ADF4350，AD：AD9627，VGA：AD8372等，根据SPI协议，站长编写了一个简单的SPI读写程序，可以进行32为数据的读写（读者可以修改程序中数字使其变成16位或8位读写，也可以将读写位数参数化），可以设置SPI SCLK 相对于主时钟的分频比。 【SPI程序】 /* SPI interface module V1.0 一些语句做了简单的英文注释*/ module spi_master(addr, in_data, out_data, rd, wr, cs, clk, miso, mosi, sclk); input wire [1:0] addr; input wire [31:0] in_data; output reg [31:0] out_data; input wire rd; input wire wr; input wire cs; input wire clk; inout miso; inout mosi; inout sclk; reg sclk_buffer = 0; reg mosi_buffer = 0; reg busy = 0; reg [31:0] in_buffer = 0; reg [31:0] out_buffer = 0; reg [7:0] clkcount = 0; reg [7:0] clkdiv = 0; reg [6:0] count = 0; always@(cs or rd or addr or out_buffer or busy or clkdiv) begin out_data = 32'bx; if(cs && rd)//selected and read begin case(addr) 2'b00: begin out_data = out_buffer; end // read data received by SPI interface 2'b01: begin out_data = {31'b0, busy}; end // read 'busy' flag of SPI interface 2'b10: begin out_data = clkdiv; end // read 'clkdiv' number of SPI endcase end end