spi接口设计（spi接口设计验证）

本篇文章给大家谈谈spi接口设计，以及spi接口设计验证对应的知识点，希望对各位有所帮助，不要忘了收藏本站喔。 今天给各位分享spi接口设计的知识，其中也会对spi接口设计验证进行解释，如果能碰巧解决你现在面临的问题，别忘了关注本站，现在开始吧！

本文目录一览：

• 1、基于fpga的spi接口设计需要封装哪些芯片
• 2、51单片机SPI接口是什么？
• 3、嵌入式物联网之SPI接口原理与配置
• 4、SPI接口SD卡最大支持多少GB
• 5、SPI怎么区分主从？ 两个设备之间通过SPI连接，根据什么来定义主从？

基于fpga的spi接口设计需要封装哪些芯片

SPI总线介绍
1．1 SPI总线简介
同步外设接口(serial peripheral，interface，SPI)是由摩托罗拉公司开发的全双工同步串行总线。SPT是一种串行同步通信协议，由1个主设备和1个或多个从设备组成，主设备启动一个与从设备的同步通信，从而完成数据的交换。
1．2 SPI总线接口及时序
SPI接口由SDI(串行数据输入)，SDO(串行数据输出)，SCK(串行移位时钟)，CS(从使能信号)四种信号构成，CS决定了惟一的与主设备通信的从设备，如没有CS信号，则只能存在一个从设备，主设备通过产生移位时钟来发起通信。通信时，数据由SDO输出，SDI输入，数据在时钟的上升沿或下降沿从SDO输出，在紧接着的下降沿或上升沿由SDI读入，这样经过8／16次时钟改变，完成8／16位数据的传输。
在SPI传输中，数据是同步进行发送和接收的。数据传输的时钟基于来自主处理器的时钟脉冲，摩托罗拉没有定义任何通用SPI时钟规范。然而，最常用的时钟设置基于时钟极性(CPOL)和时钟相位(CPHA)两个参数；CPOL定义SPI串行时钟的活动状态，而CPHA定义相对于数据位的时钟相位。CPOL和CPHA的设置决定了数据取样的时钟沿。

51单片机SPI接口是什么？

SPI接口，串行外设接口(Serial Peripheral Interface)，一种同步外设接口，它可以便单片机与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息。外围设备包括Flash RAM，网络控制器、LCD显示驱动器、A/D转换器和MCU等。

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，越来越多的芯片集成了这种通信协议，比如AT91RM9200。

扩展资料

利用SPI可以在软件的控制下构成各种系统。如一个主控制器和几个从控制器、几个从控制器相互连接构成多主机系统(分布式系统)、一个主控制器和一个或几个从I/O设备所构成的各种系统等。

在大多数应用场合，可以使用一个主控制器作为主控机来控制数据，并向一个或几个从外围器件传送该数据。从器件只有在主控机发命令时才能接收或发送数据，其数据的传输格式是高位(MSB)在前，低位(LSB)在后。

参考资料来源：百度百科-SPI

参考资料来源：百度百科-串行外设接口

嵌入式物联网之SPI接口原理与配置

本实验采用W25Q64芯片

W25Q64是华邦公司推出的大容量SPI

FLASH产品，其容量为64Mb。该25Q系列的器件在灵活性和性能方面远远超过普通的串行闪存器件。W25Q64将8M字节的容量分为128个块，每个块大小为64K字节，每个块又分为16个扇区，每个扇区4K个字节。W25Q64的最小擦除单位为一个扇区，也就是每次必须擦除4K个字节。所以，这需要给W25Q64开辟一个至少4K的缓存区，这样必须要求芯片有4K以上的SRAM才能有很好的操作。

W25Q64的擦写周期多达10W次，可将数据保存达20年之久，支持2.7~3.6V的电压，支持标准的SPI，还支持双输出/四输出的SPI，最大SPI时钟可达80Mhz。

一。SPI接口原理

(一)概述
高速，全双工，同步的通信总线。

全双工：可以同时发送和接收，需要2条引脚

同步： 需要时钟引脚

片选引脚：方便一个SPI接口上可以挂多个设备。

总共四根引脚。

(二)SPI内部结构简明图
MISO： 做主机的时候输入，做从机的时候输出

MOSI：做主机的时候输出，做从机的时候输入

主机和从机都有一个移位寄存器，在同一个时钟的控制下主机的最高位移到从机的最高位，同时从机的最高位往前移一位，移到主机的最低位。在一个时钟的控制下主机和从机进行了一个位的交换，那么在8个时钟的控制下就交换了8位，最后的结果就是两个移位寄存器的数据完全交换。

在8个时钟的控制下，主机和从机的两个字节进行了交换，也就是说主机给从机发送一个字节8个位的同时，从机也给主机传回来了8个位，也就是一个字节。

(三)SPI接口框图
上面左边部分就是在时钟控制下怎么传输数据，右边是控制单元，还包括左下的波特率发生器。

(四)SPI工作原理总结
(五)SPI的特征
(六)从选择(NSS)脚管理
两个SPI通信首先有2个数据线，一个时钟线，还有一个片选线，只有把片选拉低，SPI芯片才工作，片选引脚可以是SPI规定的片选引脚，还可以通过软件的方式选择任意一个IO口作为片选引脚，这样做的好处是：比如一个SPI接口上挂多个设备，比如挂了4个设备，第二个用PA2，第三个用PA3，第四个用PA4作为片选，我们

跟第二个设备进行通信的时候，只需要把第二个片选选中，比如拉低，其他设备的片选都拉高，这样就实现了一个SPI接口可以连接个SPI设备，战舰开发板上就是通过这种方法来实现的。

(七)时钟信号的相位和极性
时钟信号的相位和极性是通过CR寄存器的 CPOL 和 CPHA两个位确定的。

CPOL：时钟极性，设置在没有数据传输时时钟的空闲状态电平。CPOL置0，SCK引脚在空闲时为低电平，CPOL置1，SCK引脚在空闲时保持高电平。

CPHA：时钟相位 设置时钟信号在第几个边沿数据被采集

CPHA=1时：在时钟信号的第二个边沿
CPOL=1，CPHA=1，

CPOL=1表示时钟信号在没有数据传输时即空闲时的状态为高电平。如果CPHA=1，那么数据就在时钟信号的第二个边沿即上升沿的时候被采集。

CPOL= 0，CPHA=1， CPOL=0表示时钟信号在没有数据传输时即空闲时的状态为低电平。

如果CPHA=1，那么数据就在时钟信号的第二个边沿即下降沿的时候被采集。

CPHA=0时：在时钟信号的第一个边沿
CPOL=1，CPHA=0，

CPOL=1表示时钟信号在没有数据传输时即空闲时的状态为高电平。如果CPHA=1，那么数据就在时钟信号的第一个边沿即下降沿的时候被采集。

CPOL= 0，CPHA=0， CPOL=0表示时钟信号在没有数据传输时即空闲时的状态为低电平。

如果CPHA=1，那么数据就在时钟信号的第一个边沿即上升沿的时候被采集。

为什么要配置这两个参数?

因为SPI外设的从机的时钟相位和极性都是有严格要求的。所以我们要根据选择的外设的时钟相位和极性来配置主机的相位和极性。必须要与从机匹配。

(八)数据帧的格式和状态标志
数据帧格式：根据CR1寄存器的LSBFIRST位的设置，数据可以MSB在前也可以LSB在前。

根据CR1寄存器的DEF位，每个数据帧可以是8位或16位。

(九)SPI中断
(十)SPI引脚配置 (3个SPI)
引脚的工作模式设置
引脚必须要按照这个表格配置。

二。SPI寄存器库函数配置

(一)常用寄存器
(二)SPI相关库函数
STM32的SPI接口可以配置为支持SPI协议或者支持I2S音频协议。默认是SPI模式，可以通过软件切换到I2S方式。

常用的函数：

1. void SPI_Init(SPI_TypeDef* SPIx, SPI_InitTypeDef*

SPI_InitStruct);//SPI的初始化

2. void SPI_Cmd(SPI_TypeDef* SPIx, FunctionalState NewState); //SPI使能

3. void SPI_I2S_ITConfig(SPI_TypeDef* SPIx, uint8_t SPI_I2S_IT,

FunctionalState NewState); //开启中断

4. void SPI_I2S_DMACmd(SPI_TypeDef* SPIx, uint16_t SPI_I2S_DMAReq,

FunctionalState NewState);//通 过DMA传输数据

5. void SPI_I2S_SendData(SPI_TypeDef* SPIx, uint16_t Data); //发送数据

6. uint16_t SPI_I2S_ReceiveData(SPI_TypeDef* SPIx); //接收数据

7. void SPI_DataSizeConfig(SPI_TypeDef* SPIx, uint16_t SPI_DataSize);

//设置数据是8位还是16位

8. 其他几个状态函数

void SPI_Init(SPI_TypeDef* SPIx, SPI_InitTypeDef*

SPI_InitStruct);//SPI的初始化
结构体成员变量比较多，这里我们挑取几个重要的成员变量讲解一下：

第一个参数 SPI_Direction 是用来设置 SPI 的通信方式，可以选择为半双工，全双工，以及串行发和串行收方式，这里我们选择全双工模式

SPI_Direction_2Lines_FullDuplex。

第二个参数 SPI_Mode 用来设置 SPI 的主从模式，这里我们设置为主机模式 SPI_Mode_Master，当然有需要你也可以选择为从机模式

SPI_Mode_Slave。

第三个参数 SPI_DataSiz 为 8 位还是 16 位帧格式选择项，这里我们是 8 位传输，选择SPI_DataSize_8b。

第四个参数 SPI_CPOL 用来设置时钟极性，我们设置串行同步时钟的空闲状态为高电平所以我们选择 SPI_CPOL_High。

第五个参数 SPI_CPHA

用来设置时钟相位，也就是选择在串行同步时钟的第几个跳变沿(上升或下降)数据被采样，可以为第一个或者第二个条边沿采集，这里我们选择第二个跳变沿，所以选择

SPI_CPHA_2Edge

第六个参数 SPI_NSS 设置 NSS 信号由硬件(NSS 管脚)还是软件控制，这里我们通过软件控

制 NSS 关键，而不是硬件自动控制，所以选择 SPI_NSS_Soft。

第七个参数 SPI_BaudRatePrescaler 很关键，就是设置 SPI 波特率预分频值也就是决定 SPI 的时

钟的参数 ， 从不分频道 256 分频 8 个可选值，初始化的时候我们选择 256 分频值

SPI_BaudRatePrescaler_256, 传输速度为 36M/256=140.625KHz。

第八个参数 SPI_FirstBit 设置数据传输顺序是 MSB 位在前还是 LSB 位在前， ，这里我们选择

SPI_FirstBit_MSB 高位在前。

第九个参数 SPI_CRCPolynomial 是用来设置 CRC 校验多项式，提高通信可靠性，大于 1 即可。

设置好上面 9 个参数，我们就可以初始化 SPI 外设了。

初始化的范例格式为：

SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure;

SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;

//双线双向全双工

SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master; //主 SPI

SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b; // SPI 发送接收 8 位帧结构

SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High;//串行同步时钟的空闲状态为高电平

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SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;//第二个跳变沿数据被采样

SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft; //NSS 信号由软件控制

SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_256; //预分频

256

SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB; //数据传输从 MSB 位开始

SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7; //CRC 值计算的多项式

SPI_Init(SPI2, SPI_InitStructure); //根据指定的参数初始化外设 SPIx 寄存器

(三)程序配置步骤
三。W25Qxx配置讲解

(一)电路图
片选用的PB12

W25Q64 是华邦公司推出的大容量SPI FLASH 产品，W25Q64 的容量为 64Mb，该系列还有 W25Q80/16/32

等。ALIENTEK 所选择的 W25Q64 容量为 64Mb，也就是 8M 字节。(1M=1024K)

W25Q64 将 8M 的容量分为 128 个块(Block)，每个块大小为 64K 字节，每个块又分为 16个扇区(Sector)，每个扇区 4K

个字节。W25Q64 的最少擦除单位为一个扇区，也就是每次必须擦除 4K 个字节。这样我们需要给 W25Q64 开辟一个至少 4K 的缓存区，这样对 SRAM

要求比较高，要求芯片必须有 4K 以上 SRAM 才能很好的操作。

W25Q64 的擦写周期多达 10W 次，具有 20 年的数据保存期限，支持电压为 2.7~3.6V，W25Q64 支持标准的

SPI，还支持双输出/四输出的 SPI，最大 SPI 时钟可以到 80Mhz(双输出时相当于 160Mhz，四输出时相当于 320M)，更多的 W25Q64

的介绍，请参考 W25Q64 的DATASHEET。

在往一个地址写数据之前，要先把这个扇区的数据全部读出来保存在缓存里，然后再把这个扇区擦除，然后在缓存中修改要写的数据，然后再把整个缓存中的数据再重新写入刚才擦除的扇区中。

便于学习和参考再给大家分享些spi 的资料

stm32之SPI通信

http://www.makeru.com.cn/live/3523_1795.html?s=45051

SPI通信协议驱动norFlash

http://www.makeru.com.cn/live/4034_2151.html?s=45051

SPI接口SD卡最大支持多少GB

128MB-2GB
SPI最早是由摩托罗拉公司提出的一种串行总线接口，支持MCU与外设的双工、同步串行通信。由于其简单的接口设计，只用4根线即可完成所有的通信工作，因此被大部分的MCU芯片所支持

SPI怎么区分主从？ 两个设备之间通过SPI连接，根据什么来定义主从？

1.如果是两个集成SPI总线协议的单片机之间的通信,在控制寄存器中可以选择主从方式.
2.如果是单片机与其它SPI接口芯片进行通信,芯片手册中会说明它与单片机的主从方式.建议到网上查找一些SPI协议的资料.
3.主机向从机发片选信号(一般是一个低电平信号),然后通信开始,主机向从机发数据的同时,从机也可以向主机发数据.全双工.
SPI是高速、全双向、同步、四线或三线制串行外围设备接口，采用主从模式结构，支持多从机模式应用，一般仅支持单主机，在主机的移位时钟脉冲下，数据按位传输，可以是高位在前（MSB first），低位在后，也可以低位在前，高位在后的顺序发送，目前应用中的数据速率可达5Mbps以上的水平，SPI接
口唯一的一个缺点是没有应答机制确认是否接收到数据，但一般的SPI从器件设计都很完善，只要按照器
件说明书要求读写数据都不会有任何问题的。
SPI接口共有4根信号线，分别是：设备选择线（片选）、时钟线、串行数据输出线、串行数据输入线。
① MOSI（Master Out SlaveIn）：主器件数据输出，从器件数据输入，用于主器件到从器件的数据传输。
② MISO（Master In Slave Out）：主器件数据输入，从器件数据输出，用于从器件到主器件的数据传输。
③ SCLK(SPI Clock) ：时钟信号，只能由主器件产生。
④ /SS：设备选择线（片选），由主器件控制，当从器件片选信号输入低电平时为选中状态，/SS是针对
从器件而言的，作为主器件，不需要使用/SS。 关于spi接口设计和spi接口设计验证的介绍到此就结束了，不知道你从中找到你需要的信息了吗 ？如果你还想了解更多这方面的信息，记得收藏关注本站。 spi接口设计的介绍就聊到这里吧，感谢你花时间阅读本站内容，更多关于spi接口设计验证、spi接口设计的信息别忘了在本站进行查找喔。

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