spi接口电路设计（spi接口定义）

网友投稿 680 2023-03-11


本篇文章给大家谈谈spi接口电路设计，以及spi接口定义对应的知识点，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接口电路设计的知识，其中也会对spi接口定义进行解释，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：

怎么实现单片机和PC机进行SPI通讯？

实现单片机和PC机进行SPI通讯方法：
1：电路设计
设计的电路，利用两片AT89C52芯片，一片做为发送模块，一片做为接收模块。分别编写发送和接收程序，实现数据的发送和接受。通过LED显示接收到的数据。通过示波器观察输出的波形。
2：编写程序
根据设计好的电路及题目要求分别编写数据发送程序和数据接收程序。 ①：数据发送程序 #define
uchar unsigned char
#define uint unsigned int
#define ulong unsigned long
//--------------------------- #include <REG52.H
#include<STDIO.H
//--------------------------- sbit SPICLK = P1^0; //时钟信号 sbit MOSI = P1^1; //主器件数据输出，从器件数据输入 sbit MISO = P1^2; //主器件数据输入，从器件数据输出
sbit SS = P1^3; //从器件使能信号
void Dat_Transmit(uchar dat) //发送数据程序
{ uchar i,datbuf;
datbuf=dat;
SS=1; while(SS){;} for(i=0;i<8;i++) {
while(SPICLK){;} if(datbuf0x80) MISO=1; else
MISO=0;
datbuf=(datbuf<<1); while(~SPICLK){;}
}
}
void main(void)
{ uchar i; while(1) {
for(i=0;i<10;i++) {
Dat_Transmit(i);
}
}
}
②：数据接收程序 #define uchar unsigned char
#define uint unsigned int #define ulong
unsigned long
//--------------------------- #include <REG52.H
#include<STDIO.H
//--------------------------- sbit SPICLK = P1^0; //时钟信号 sbit MOSI = P1^1; //主器件数据输出，从器件数据输入 sbit MISO = P1^2; //主器件数据输入，从器件数据输出 sbit SS = P1^3; //从器件使能信号
//--------------------------- void Nop(void)
{ ;
}
void Delay(uchar t) { while(t--){;}
}
uchar Data_Receive(void) //数据接收程序
{ uchar i,dat=0,temp; bit
bt;
SPICLK=1; MISO=1; SS=0;
//选中器件
Nop(); Nop();
for(i=0;i<8;i++) { SPICLK=1;
Nop()
Nop(); Nop(); SPICLK=0; Nop(); Nop();
bt=MISO; if(bt)
temp=0x01;
else
temp=0x00;
dat=(dat<<1);
dat=(dat|temp);
}
SS=1; SPICLK=1;
return dat;
}
void main(void)
{ uchar exdat; uchar i=0;
uchar code
table[10]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,
0x7F,0x6F}; P2=0;
while(1) { exdat=Data_Receive(); P0=table[exdat];
for(i=0;i<200;i++)
Delay(200);
}
}
3：电路仿真
将数据发送程序生成的HEX文件载入到发送数据的模块，将数据接收程序生成的HEX文件载入到接收数据的模块。在输出端口连接LED灯等到输出信息，利用示波器观察输出波形。
4：SPI总线简介
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（微控制器）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。
利用SPI总线可在软件的控制下构成各种系统。如1个主MCU和几个从MCU、几个从MCU相互连接构成多主机系统（分布式系统）、1个主MCU和1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，可使用1个MCU作为主控机来控制数据，并向1个或几个从外围器件传送该数据。从器件只有在主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。
当一个主控机通过SPI与几种不同的串行I／O芯片相连时，必须使用每片的允许控制端，这可通过MCU的I／O端口输出线来实现。但应特别注意这些串行I／O芯片的输入输出特性：首先是输入芯片的串行数据输出是否有三态控制端。平时未选中芯片时，输出端应处于高阻态。
若没有三态控制端，则应外加三态门。否则MCU的MISO端只能连接1个输入芯片。其次是输出芯片的串行数据输入是否有允许控制端。因为只有在此芯片允许时，SCK脉冲才把串行数据移入该芯片；在禁止时，SCK对芯片无影响。若没有允许控制端，则应在外围用门电路对SCK进行控制，然后再加到芯片的时钟输入端；当然，也可以只在SPI总线上连接1个芯片，而不再连接其它输入或输出芯片。
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，低位在后，为全双工通信，数据传输速度总体来说比I2C总线要快，速度可达到几Mbps。
5：SPI总线工作原理
SPI总线系统是一种同步串行外设接口，它可以使MCU与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息。SPI有三个寄存器分别为：控制寄存器SPCR，状态寄存器SPSR，数据寄存器。外围设备、网络控制器、LCD显示驱动器、A/D转换器和MCU等。
接口包括以下四种信号：
（1）MOSI – 主器件数据输出，从器件数据输入；
（2）MISO – 主器件数据输入，从器件数据输出；
（3）SCLK – 时钟信号，由主器件产生；
（4） SS –从器件使能信号，由主器件控制,有的IC会标注为CS(Chip select)。 在点对点的通信中，SPI接口不需要进行寻址操作，且为全双工通信，显得简单高效。

spi和iic技术的应用和比较

spi的应用实例: 执行命令时,首先通过SPI串口往Flash发送一连串的数据,然后以命令字开头,除了“读状态寄存器”外,后面还要跟上页地址和页内的字节地址发及一些无关位。“读主存”时,首先需要往Flash发送64bit的命令,即：命令字52（8bit）+4个“r”+页地址（11bit）+页内字节的起始地址（9bit）+32个无关位,发送完这64bit（通常是组合成8个字节）命令后,紧跟着从Flash读数据以可以了（即后面的SCK信号使得数据从SO脚移出）,每读出一个字节,字节地址自动加1,如遇到该页的末尾,只要有SCK信号,系统再加到该页的开关处读数据。在整个操作过程中,CS脚始终为“0”;当CS脚回到“1”时,将终止此次操作,SO脚恢复到高阻状态。 主存传送到Bufferx是指将2048页主存中的任何一页（由PA10～PA0决定）的内容复制到缓冲区,发送完32bit命令后,当CS脚由“0”为“1”后,数据的复制才真正开始。 主存与Bufferx的比较主要是看主存中的某一页与缓冲区是否一样,当CS脚回到“1”后,比较才开始进行,比较的结果（是否一样）记录在状态寄存器的bit6中。 把带擦除的Bufferx传送到主存就是将缓冲区的内容复制到主存中的某一页,复制前应将缓冲区的内容复制到主存中的某一页,复制前应将主存中的该页数据全部擦掉,所有这些操作只有等到CS脚回到“1”后才能进行。对于不带擦除的Bufferx传送到主存的操作,在命令执行前,指定的主存页必须已被擦除过。 以Bufferx为缓冲为主存编程就是将“写Bufferx”与“带擦除的Bufferx传送到主存”进行组合。在发送完命令后,写入Flash的数据将被写入到缓冲区内,如果遇到缓冲区末尾,要继续写入的数据又从缓冲区开头写入,直到CS脚由“0”到“1”后,主存中被指定的页的数据被擦除后再将缓冲区的数据整个复制到主存的指定页中。 3 状态寄存器及操作完成指示 一般向Flash发送57H后以可读出状态寄存器（移出时,高位在前）,状态寄存器的位定义如表2所列。其中Bit7为“0”表示器件忙,为“1”表示可以接收新的命令;Bit6是比较结果位,为“0”表示主存与缓冲区的数据一样,为“1”时表示最少有一个bit不同;Bit5～Bit3为该系列器件的容量指示位,一共种8种容量,对于AT45D041来说,该区域为“011”;Bit2～Bit0未使用。一共蛾6种操作会使器件处于“忙”状态,这6种操作是： ●主存传送到Bufferx; ●主存与Bufferx比较; ●带擦除的Bufferx传送到主存; ●不带擦除的Bufferx传送到主存; ●Bufferx为缓冲对主存编程; ●Bufferx为缓冲自动重编程。 这6种操作均需要监视状态寄存器,以便知道操作是否完成。除了监视状态寄存器外,更好的方法是将芯片管脚RDY/BUSY与CPU的某个中断相连,并将中断设置为升沿触发,操作一完成即可触发中断,这样可能节省大量的CPU时间。 4 SPI接口及应用 4.1 SPI接口 串行外围接口一共有4种操作模式,图3为其时序图。这些操作模式决定了传送与接收的时钟相位和极性,换句话说,也就是这些模式决定了利用时钟信号的哪个沿来控制数据传判断的方向。这些模式一般由主机（CPU）来设置。 当CPOL=0时,时钟信号SCK在空闲时为“0”,即模式0和1; 如果CPOL=1,则SCK在空闲时为“1”,即模式2和3; 当CPHA=CPOL时,数据总在时钟信号的上升沿移进Flash,下降沿移出Flash,即模式0和3。 4.2 SPI接口应用 对于12位的数据采集系统,使用AD公司的Flash集成MCU芯片AduC812可使电路设计更加简单快捷。由于AduC812有一个与I2C兼容的SPI接口,所以与AT45系列的Flash接口只需将相应的管脚相连即可,只不过要将AduC812设为主机,而AT45D041自然以是从机了。在AduC812中有SPI控制寄存器（SPICON）与SPI数据寄存器（SPIDAT）,数据寄存器的使用如同使用RS232的Buffer一样简单,控制寄存器的位定义如

AU6802N1 这款解码芯片的串口通信是IIC总线还是SPI总线？指点一下有此芯片接口电路的分享一下，谢谢！

是SPI接口，从模式，SCK时钟倍需外部输入。用普通单片机双向I/o口很容易模拟，不需要什么特别接口电路，如都是5V供电直连I/o口即可，要隔离的话就加光藕，不隔离电平不匹配的话用3个三极管匹配即可（就像串口RS232转TTL232一样）。
AU6802N1有三种输出信号模式：脉冲接口模式、并行I/O接口模式和并行总线接口模式,这三种信号输出模式可以通过其芯片引脚OUTMD、CSB、RDB、INTB的电平设置来设定。
另外,可编程SPI口也为其与DSP之间传输电机转子的位置信号提供了理想的接口,在上述三种模式下均可正常工作而不需要任何设置。该芯片所提供的多种信号输出模式为用户的信号接口电路设计提供了更多的选择,可以实现不同的用途。

常见的接口电路有哪些

1、电源接口
电源接口是电子产品不可缺少的一部分，芯片供电不管是通过外部电池直接供电还是通过电平转换IC提供，我们首先要考虑到供电电路的安全和稳定性，如静电保护，提高浪涌电压承受能力，电源纹波控制等，我们一般会建议在电源输入端并联一个ESR的钽电容，靠近输入端增加一个TVS管以提高模块的浪涌电压承受能力，并联不同规格的滤波电容，电路布线尽量宽，如下图所示。

2、UART接口
UART接口是集成电路最常用接口之一，很多集成芯片的通讯口，调试口都使用的UART接口，在设计中如果通讯双方的电平一致，则可以预留上拉电路和串0欧姆的设计上直接连接，但是我们的设计过程中可能会存在通讯双方的电平不一致，如一方1.8V，另一方3.3V或者一方5V，另一方3.3V，这种情况下就要增加电平转换电路，常见的电平转换电路有两种，一种是用电平转换IC，如下图所示。

第二种是通过晶体管搭建，如下图所示：

以上两种电路，不管是从成本，还是从设计的简单化考虑，都一定要测试转换电路是否会引起两边通讯端口工作电压是否可靠。
3、SPI接口
SPI接口在应用的过程中与UART接口类似，也会存在通讯双方电平转换的问题，推荐使用一个支持SPI数据速率的电平转换器，如下图所示。

4、USB接口
USB接口的便捷性，在电子产品中广泛使用，由于USB接口会直接和外设产品直接连接，所以保护电路是必须要有的，一般我们在设计之初都会预留相关接地保护电路，在布线过程中要注意USB差分信号90欧姆的阻抗控制，避免将usb线路布线靠近板子边缘的地方。

求ISP SPI JTAG 三者区别 详解？

ISP
SPI
JTAG三者区别详解
SPI:Serial
Peripheral
Interface串行外围接口
ISP:In
Syesterm
Program在系统编程
AT89S52在系统编程（ISP）所用到的几个引脚定义：
SPI简述(Serial
Peripheral
Interface--串行外设接口)总线系统是一种同步串行外设接口，它可以使MCU与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息。外围设置FLASHRAM、网络控制器、LCD显示驱动器、A/D转换器和MCU等。SPI总线系统可直接与各个厂家生产的多种标准外围器件直接接口，该接口一般使用4条线：串行时钟线（SCK）、主机输入/从机输出数据线MISO、主机输出/从机输入数据线MOST和低电平有效的从机选择线SS(有的SPI接口芯片带有中断信号线INT或INT、有的SPI接口芯片没有主机输出/从机输入数据线MOSI)。由于SPI系统总线一共只需3～4位数据线和控制即可实现与具有SPI总线接口功能的各种I/O器件进行接口，而扩展并行总线则需要8根数据线、8～16位地址线、2～3位控制线，因此，采用SPI总线接口可以简化电路设计，节省很多常规电路中的接口器件和I/O口线，提高设计的可靠性。由此可见，在MCS51系列等不具有SPI接口的单片机组成的智能仪器和工业测控系统中，当传输速度要求不是太高时，使用SPI总线可以增加应用系统接口器件的种类，提高应用系统的性能。
SPI四线制引脚功能定义
小结：AT89S52单片机的FLASH烧写程序接口是ISP,所用为烧写程序小板上主控芯片AVR的SPI通信引脚MOSI、MISO、SCLK。
什么是JTAG?
JTAG是一个通信标准，用于计算机和单片机进行实时快速通讯。
AVR的JTAG功能（只有部分型号才有）使得AVR的调试工作非常简单，可以通过JTAG接口对Flash、EEPROM、熔丝位和锁定位进行编程。
使用AVR
studio软件和JTAG硬件（
AVR
JTAG编程器，AVR
JTAG仿真器）可以进行程序下载（编程）和程序在线调试。
JTAG接口有四个引脚。以JTAG的术语来说，这些引脚组成了测试访问端口TAP。这些引脚是：
·TMS：测试模式选择。此引脚用来实现TAP控制器各个状态之间的切换。
·TCK：测试时钟。JTAG操作是与TCK同步的。
·TDI：测试数据输入--需要移位到指令寄存器或数据寄存器(扫描链)的串行输入数据。
·TDO：测试数据输出--自指令寄存器或数据寄存器串行移出的数据。
什么是ISP?
ISP是一种通用的程序下载方式，AVR单片机都有ISP下载接口。可以通过ISP下载线或者STK500把程序下载到单片机中。
ISP下载线成本低廉，制作简单，一个并口ISP下载线只需几十元即可得到。开发工具成本低也是AVR单片机的优势之一。
JTAG与ISP的区别和联系
区别：JTAG可以调试程序，而ISP只能下载程序。
联系：同作为AVR程序下载工具，都能把程序从电脑下载到单片机中。都能对芯片的熔丝位和锁定位进行编程。
JTAG调试与普通软件仿真的区别和联系
联系：都可以在计算机调试程序终端看到程序的运行效果，都可以设置断点，单步运行，进入循环，跳出循环，连续运行等操作。还能实时观察各寄存器的值，IO口状态等。
区别：软件仿真，用的是计算机来模仿单片机运行，不是全真的环境，很多时候会出现偏差甚至错误。而用JTAG在线调试，程序本身在单片机内运行，完全真实的硬件环境，更准确的反映程序运行的实际情况，有助于大型程序的调试。

手提式音响混响效果比例不够可不可以换电位器增强效果？

1.为什么讨论电子电位器？
为什么要讨论使用一个 DAC[1]来作为一个电位器呢？这里面主要原因如下：
使用电位器可以很方便在信号源的驱动下形成一个幅值可以调节的交流信号源。这比起使用通常的可编程直流电源，或者DAC输出电压来说，输出的是幅度可以变的交流信号源，可以用于很多的自动测量环节。
为什么不直接使用 机械电位器[2]来改变信号源的幅值呢？还是一个原因，那就是自动可编程改变信号的幅值。
2.为什么使用DAC做电位器？
DAC用作电位器改变交流信号原理;
使用DAC来分压交流信号的优点是什么？
是否能够克服前面数字电位器的频带过窄的问题？
写这些话的时候，我还不知道具体答案，下面就通过实验来验证一下吧。
02 实验电路
最近，刚刚购买了几片16bit的DAC芯片 DAC8830IDR[5]（价格6.6），具有SPI接口，基于该DAC来验证一下前面的思路的可行性。
1.实验电路设计
由于DAC8830使用SPI接口来设置输出电压，使用STC8G1K（SOP16）作为控制器来完成对它的信号控制。
1）SCH [6]
▲ 原理图设计
2）PCB
对于实验原理图进行LAYOUT，尽可以满足单面PCB板制作的工艺要求。快速制版之后得到对应的实验电路板。
▲ 实验电路板的PCB设计
2. MCU软件编程[7]
1) DA8830访问子程序
使用STC8G的SPI端口对DA8830进行访问。根据DA8830的SPI读写时序，相应的DAC8830写入转换（16bit）数据的子程序为：
void DAC8830Set(unsigned int nDAC) {
OFF(DAC8830_CS);
SPISendChar((unsigned char)(nDAC 8));
SPISendChar((unsigned char)nDAC);
ON(DAC8830_CS);
}
▲ DA8830的SPI读写时序
对应的DA8830的CS，SPK的波形为：
▲ 示波器观察到DA8830的CS，CLK的波形
从上面波形可以看出，DAC8830Set()函数的执行时间在STC8G1K17（35MHz）执行中的时间大约为3。
在静态下，通过两个电阻组成的参考电压分压电路，生成大约2.5V的参考电压。实际测量电压为：。
这个数值比起前面实际测量得到的要大，这说明对应的DA8830的参考电压管脚的阻抗比起还要小。
为了便于测量数据波形，调用DA8830Set（）函数中的输入参数为。那么输出电压计算值应该为：
实际测量DA8830的输出电压为：
2) 输出电压波形
▲ 每1ms写入DAC8830递增数据的CS，DI数据波形
写入递增的数据，输出波形。
for(;;) {
WaitTime(1);
//----------------------------------------------------------------------
DAC8830Set(nShowCount); nShowCount += 0x200;
//----------------------------------------------------------------------
}
此时Dout输出递增的锯齿波形。
▲ 输出递增的锯齿波形
03 参考电压与输出信号
下面经过几组实验，来验证DAC的参考电压对于输出信号的影响。
1.参考电压的有效范围
在DAC8830的数据手册中，对于参考电压的输入范围给定的是1.25V ~ Vpp。下面通过一组实验来测试实际的有效输入参考电压范围：
下面通过在某一给定的DAC8830的设置下，给定Vref，测量对应的实际输出。将三种不同设置下的输出电压与参考电压之间的关系绘制在一起。从图中可以看到，实际上，DA8830的参考电压对于输出电压的等比例的影响范围是在整个的工作电压（0~5V）之内都有效。
▲ 将三种不同设置下的参考电压与输出电压绘制在一起
2.输入交变的参考电压
1）在Vref加入交流电压波形
在Vref中加入100Hz左右正弦波，设置DAC8830转换值为0x7fff，输出的电压波形如下图所示。可以看到输出（Blue）的电压波形等于Vref(Cyan)的一半。
▲ DAC8830的Dout(Cyan)与Vref(Blue)的波形
当设置为0xffff的时候，输入的波形就与输入一致了。
▲ DAC8830的Dout(Cyan)与Vref(Blue)的波形
2）输入高频方波波形
为了测试从Vref到Vout之间的频带宽度，在Vref中加入高频方波信号，观察输出的Vout的信号。
▲ 加入高频方波信号Vref(Blue)观察输出信号Vout(Cyan)
将波形再次展开，观察输出的过渡过程。
展开波形，对比输入输出波形，可以观察到Vref到Vout之间的带宽应该超过1MHz。按照DAC8830数据手册上关于参考电压 -3dB带宽的参数，典型值为1.3MHz。
▲ 加入高频方波信号Vref(Blue)与输出信号Vout(Cyan)波形
3.使用DAC对交流信号进行调幅
下面将固定的交流电压（有直流分量，使得信号始终大于零）施加在Vref，测量Vout随着DAC8830的设置值的变化情况。
施加的电压频率，幅值。
输出电压值如设置数值之间的关系为：
▲ 输出电压值与设置值之间的关系
可以看到整体上输出与设置值之间的关系呈现非常好的线性关系。
注意到在曲线的一开始似乎有一些略微的非线性。下面重新采集设置值范围在（0,0x3ff）范围内的输出电压与设置值之间的关系曲线。
▲ 输出电压值与设置值之间的关系
可以看到在起始的时候，由于系统存在噪声，使得输出的电流电压与设定值之间存在一定的非线性。当理论输出电压小于系统地线上的噪声电压时，使用交流万用表测量得到的数值就会偏大。
下面重新对频率为
的信号测量输出电压与设定值之间的关系。结果与1kHz的情形相同。只是输出整体的增益下降了。
▲ 输出电压值与设置值之间的关系
增益变化了9%左右。
4.信号超量程
当输入信号的幅值超过DAC8830d的工作电压，或者低于0V，输出都会出现截止。
▲ 输入信号超过+5V，低于0V的情况
结论
通过前面的实验，可以看到，使用DAC8830来当做电位器获得幅度可变的交流信号源是可行的。它具有很宽的信号带宽，并且输出信号的幅值与设置信号之间具有非常好的线性关系，只是在信号比较小的时候输出会受到系统和芯片本身的噪声影响。
当输入信号超出了DAC8830的工作电压，或者低于0V时，输出信号都会截止。所以在使用的时候，需要通过一定的信号偏置的方式将交流信号平移到始终在0~5V（DAC8830工作电压）范围之后进行调试，然后可以再通过隔直电容去掉信号中的偏移量。
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