SPI接口速率

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.................

楼主提问：SPI的通信速率到底可以达到多少？？？

按照手册上的说明，应该能到fosc/4，然而实际上由于SPI通信底层没有任何握手，不像I2C总线那样带ACK，所以SPI速率实际上根本不能达到fosc/4，除非发信端与收信端完全同步，然而事实上接收端往往要对接收到的数据进行一些判断和处理，所以在接收端往往会丢数，解决办法就是在发信端发完一个字节后人为加上延时等待接收端处理，但是如果这样的话，高速还有什么意义呢？ 我做了一个试验，即使关掉所有其它中断，只作SPI通信处理，在fosc/4的通信速率下，接收端只能接收10个字节以内的数据，10个字节以上就会丢数，而在fosc/8的通信速率下，如果关闭所有其它中断，收发256个字节是没什么问题的，但是如果应用程序有1ms的时钟中断事件的话，spi通信成功率很低。

在前面很多帖子里，看到不少人说spi只是硬件底层，通信的可靠性要靠通信协议，诚然如此，但是我以为通信协议只是最后一道保障，如果底层不可靠，通信协议再完善也是惘然。

轮询和中断方式有本质区别吗？轮询就能保证不被其它中断干扰吗？ 主机自己掌握SPI节奏，它只知道自己发送出去了，并不知道从机是否处理完，如果从机还在处理上一个字节

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

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

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

第15章

SPI接口

15.1 SPI协议简介

SPI 协议（Serial PeripheralInterface），即串行外围设备接口，是一种高速全双工的通信总线，它由摩托罗拉公司提出，当前最新的为V04.01—2004版。它被广泛地使用在ADC、LCD等设备与MCU间通信的场合。

15.1.1 SPI信号线

SPI包含4条总线，SPI总线包含4条总线，分别为S S、SCK、MOSI、MISO。它们

的作用介绍如下：

1）SS（SlaveSelect）：片选信号线，当有多个SPI设备与MCU相连时，每个设备的这个片选信号线是与MCU单独的引脚相连的，而其他的SCK、MOSI、MISO线则为多个设备并联到相同的SPI总线上，见图15-1。当SS信号线为低电平时，片选有效，开始SPI通信。

图16-1SPI多设备通信

2）SCK（SerialClock）：时钟信号线，由主通信设备产生，不同的设备支持的时钟 频率不一样，如STM32的SPI时钟频率最大为fPCLK／2。

3）MOSI （Master Output, Slave Input）：主设备输出 ／从设备输入引脚。主机的数据从这条信号线输出，从机由这条信号线读入数据，即这条线上数据的方向

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

SPI_flash代码分析

以下是主函数

int main(void) {

Xuint8 send_data[16], recv_data[16]; Xuint8 error, SF_sr;

Xuint16 sector_select, page_select; Xuint32 i, j;

xil_printf(\); /* 初始化 FLASH_SPI控制器 */ //1、初始化SPI

//2、设这控制寄存器CR为主MASTER transaction inhibit disable，人工选择从设备以及设置SPI为master

//3、初始化SSR(从设备选择寄存器）为不选择任何一个从设备。 Initialize_Spi_Controller(XPAR_SPI_FLASH_BASEADDR); /* 使能SPI控制器 */

// Description : 设置SPICR寄存器的SPI System Enable位 //1、设置SPE=1，SPI SYSTEM ENABLE

XSpi_Set_Enable(XPAR_SPI_FLASH_BASEADDR);

/* 设置FL