SPI接口协议

2014~2015学年 第一学期

《DSP原理及应用》

课 程 设 计 报 告

题 目： DSP的SPI接口 班 级： 11电子信息（1）

电气工程学院 2014年11月

《DSP原理及应用》任务书

课题名称 指导教师 执行时间 学生姓名 学号 DSP的SPI接口 陶沙 2014~2015学年第一学期 第 9 周 承担任务 系统方案设计及协调 DA转换实验 DA转换实验 DA转换实验 EEPROM存储区访问 EEPROM存储区访问 EEPROM存储区访问 论文撰写 评分 设计 要求 1完成SPI接口的DA转换实验和EEPROM存储区访问。 2完成硬件原理图，撰写课程设计说明书。

目 录

目 录.............................................................................................................................. 1 摘 要.................

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

电子与电气工程系

课程设计、专题（综合）实验报告

课题名称__串行接口IP核的设计与验证(spi)_

专 业____ 电子信息工程________ 班 级_____ 08电子1班__________ 学 号__0806012103_ 0806012104_ 姓 名___ 高江柯____吴冠雄__ ______ 成 绩________________________ 指导教师_______袁江南____________

2011年 6 月 15 日

串行接口IP核的设计与验证(SPI)

（FPGA作为主机） 一、 实验目的：

通过本实验的学习，使学生掌握使用VHDL 设计一个实用数字系统的能力，以及单片机串行接口编程等知识，训练

异步串行接口ASI和同步并行接口SPI

在目前的DVB-C系统设备的传输接口有两种MPEG2视频码流传输接口标准：异步串行接口ASI和同步并行接口SPI。

SPI一共有11位有用信号，每位信号差分成两个信号用来提高传输抗干扰性，在物理链接上用DB25传输，因此连线多且复杂，传输距离短，容易出现故障。但SPI是并行11位信号，处理简单且扩展性强，因此目前一般的MPEG2视频编码器的输出和视频解码器的输入都是标准的SPI接口信号。

ASI用串行传输，只需一根同轴电缆线传输，连线简单，传输距离长。根据SPI和ASI各自的优缺点，在传输信号时经常要进行SPI和ASI接口的互相转换。

1 SPI信号结构

并行传输系统SPI包括一位时钟信号、8位数据信号、一位帧同步信号和一位数据有效信号。帧同步信号对应TS包的同步字节047H，数据有效信号用来区分TS包的长度为188个字节或204个字节。当TS包长188字节时，数据有效信号一直为高电平，同时所有信号都与时钟信号保持同步。

2 ASI接口

ASI传输流可以有不同数据速率，但传输速率恒定，为270Mbps，因此ASI可以发送和接收不同速率的MPEG2数据。ASI传输系统为分层结构。

SPI(Serial Peripheral Interface)是MOTOROLA公司提出的同步串行总线方式。高速同步串行口。3～4线接口，收发独立、可同步进行. 因其硬件功能强大而被广泛应用在单片机组成的智能仪器和测控系统中。该总线大量用在与EEPROM、ADC、FRAM和显示驱动器之类的慢速外设器件通信。如果对速度要求不高,采用SPI总线模式是个不错的选择。它可以节省I/O端口,提高外设的数目和系统的性能。标准SPI总线由四根线组成：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)和片选信号(CS)。有的SPI接口芯片带有中断信号线或没有MOSI。

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

Com 通讯接口协议（草稿）

概述

此通讯协议标准主要是规定了Reader与主机之间的通讯方式，此通讯协议是建立在RS232串行通讯基础上的，实现的是单点对单点的通讯，类似于3964通讯协议，通讯中有很多往返确认的控制信息，不大适合在网络环境中使用。

（一）报文格式

报文帧包含报文的不同字段和控制信息。实际数据字段的前面有首部信息，而后面有包含关于传输正确性检查信息的数据安全部分（故障识别）

一、编码方式： 协议规定以ASCII（美国标准信息交换代码）模式通信，在传输过程中，除了标志字符和结束字符以外，其余字节按照16进制的数值拆分成两个ASCII字符表示。这样报文中的字节都是可见的ASCII字符，而且在一个比较小的范围内。如果有规定范围以外的字符出现，则为非法字符。 代码：（共计２０个字符）

? 十六进制，ASCII字符0...9，A...F （不使用小写字母）

? 标志字符：开始符：’:’(0x3A）和地址标志符：’@’ (0x40） ? 结束字符：CR(0x0D)和LF(0x0A)

报文帧中允许出现的合法字符如下表： Hex 0x30 0x31 0x32 0x33 0x34 0x35 0x36 0x37 0x38 0x39 字

通信接口协议综述

在现场数据采集和数据传输中大量采用接口方式，监控系统涉及较多的是串行通信接口和网络接口。

一、串行通信协议

计算机与外设或计算机之间的通信通常有两种方式：并行通信和串行通信。

并行通信指数据的各位同时传送。并行方式传输数据速度快，但占用的通信线多，传输数据的可靠性随距离的增加而下降，只适用于近距离的数据传送。

串行通信是指在单根数据线上将数据一位一位地依次传送。发送过程中，每发送完一个数据，再发送第二个，依此类推。接受数据时，每次从单根数据线上一位一位地依次接受，再把它们拼成一个完整的数据。在远距离数据通信中，一般采用串行通信方式，它具有占用通信线少、成本低等优点。

1、串行通信的基本概念

(1)同步和异步通信方式

串行通信有两种最基本的通信方式：同步串行通信方式和异步串行通信方式。同步串行通信方式是指在相同的数据传送速率下，发送端和接受端的通信频率保持严格同步。由于不需要使用起始位和停止位，可以提高数据的传输速率，但发送器和接受器的成本较高。异步串行通信是指发送端和接受端在相同的波特率下不

PIC单片机与串行闪存的SPI接口设计

PIC单片机与串行闪存的SPI接口设计 时间：

2010-05-27 10:32:57 来源：中电网 作者：孙晓晔

引 言

PIC单片机以性能稳定、品种众多等特点在工业控制、仪器仪表、家电、通信等领域得到广泛应用。虽然很多型号自身集成了存储器，但在很多情况下难以满足系统对大容量存储的要求，需要外扩非易失性的存储器。与并行Flash存储器相比，串行Flash存储器占用MCU引脚少，体积小，易于扩展，接线简单，工作可靠，故而越来越多地应用在各类电子产品和工业测控系统中。本文主要讨论PIC16F877A单片机与串行闪存M25P16之间的SPI通信，在要求大容量数据存储且MCU引脚资源有限的情况下具有实用价值。

1 SPI工作原理

SPI(Serial Peripheral Interface)是一种常用的串行通信协议，用于MCU系统与外围设备的通信，可用来连接存储器、A／D转换器、D／A转换器、实时时钟、LCD驱动器、传感器，甚至其他处理器。SPI主要使用4个信号：MOSI(主机输出／从机输人)、MISO(主机输入／从机输出)、SCK(串行时钟)和CS(片选)。其中，SCK由主机产生，作为传输的同步时钟，控制所有数据

通信接口协议综述

在现场数据采集和数据传输中大量采用接口方式，监控系统涉及较多的是串行通信接口和网络接口。

一、串行通信协议

计算机与外设或计算机之间的通信通常有两种方式：并行通信和串行通信。

并行通信指数据的各位同时传送。并行方式传输数据速度快，但占用的通信线多，传输数据的可靠性随距离的增加而下降，只适用于近距离的数据传送。

串行通信是指在单根数据线上将数据一位一位地依次传送。发送过程中，每发送完一个数据，再发送第二个，依此类推。接受数据时，每次从单根数据线上一位一位地依次接受，再把它们拼成一个完整的数据。在远距离数据通信中，一般采用串行通信方式，它具有占用通信线少、成本低等优点。

1、串行通信的基本概念

(1)同步和异步通信方式

串行通信有两种最基本的通信方式：同步串行通信方式和异步串行通信方式。同步串行通信方式是指在相同的数据传送速率下，发送端和接受端的通信频率保持严格同步。由于不需要使用起始位和停止位，可以提高数据的传输速率，但发送器和接受器的成本较高。异步串行通信是指发送端和接受端在相同的波特率下不

PIC单片机与串行闪存的SPI接口设计

PIC单片机与串行闪存的SPI接口设计 时间：

2010-05-27 10:32:57 来源：中电网 作者：孙晓晔

引 言

PIC单片机以性能稳定、品种众多等特点在工业控制、仪器仪表、家电、通信等领域得到广泛应用。虽然很多型号自身集成了存储器，但在很多情况下难以满足系统对大容量存储的要求，需要外扩非易失性的存储器。与并行Flash存储器相比，串行Flash存储器占用MCU引脚少，体积小，易于扩展，接线简单，工作可靠，故而越来越多地应用在各类电子产品和工业测控系统中。本文主要讨论PIC16F877A单片机与串行闪存M25P16之间的SPI通信，在要求大容量数据存储且MCU引脚资源有限的情况下具有实用价值。

1 SPI工作原理

SPI(Serial Peripheral Interface)是一种常用的串行通信协议，用于MCU系统与外围设备的通信，可用来连接存储器、A／D转换器、D／A转换器、实时时钟、LCD驱动器、传感器，甚至其他处理器。SPI主要使用4个信号：MOSI(主机输出／从机输人)、MISO(主机输入／从机输出)、SCK(串行时钟)和CS(片选)。其中，SCK由主机产生，作为传输的同步时钟，控制所有数据