【硬件外设使用】——SPI

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SPI基本概念

SPI是一种串行端口通信接口,它是一种同步的全双工协议,用于在数字电路之间传输数据。SPI代表串行外设接口,是一种非常流行的数字通讯接口,特别适合在嵌入式系统和单片机上使用。

SPI总线由以下几个主要部分组成:

  1. 主设备:主设备通常是芯片、微控制器或单片机,它的任务是控制数据传输,以及控制从设备的读写操作。

  2. 从设备:从设备是连接到主设备上的外设,例如存储器、传感器或其他芯片。

  3. 时钟线:时钟线是一个由主设备控制的同步时钟信号,用于同步数据传输。

  4. MOSI线:MOSI(主设备输出从设备输入)线是主设备发送数据给从设备的数据线。

  5. MISO线:MISO(主设备输入从设备输出)线是从设备将数据发送回主设备的数据线。

  6. SS线(slave select):SS线用于选取从设备,由主设备进行控制。

SPI协议的传输速度很高,通常大于1Mbps,可以在短时间内高速传输大量数据。 SPI协议也很灵活,可以支持多个从设备的连接,并且通常可以通过配置来修改其性能和参数。

SPI协议常常用于各种外围设备的控制,比如传感器、存储器、A/D转换器、LCD屏幕等。
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SPI通信协议

SPI通信协议是一种串行通信协议,用于在数字电路之间传输数据。
SPI通信协议中有一个主设备和多个从设备,所有设备共享同一个数据总线。主设备控制时钟线,选择从设备,并向从设备发送数据;而从设备在接收到主设备的选择信号后,通过MISO线将数据发送回主设备。

SPI通信协议的特点是:

  1. 速度快:SPI通信协议的传输速率可达几百Kbps到几Mbps。

  2. 灵活性好:可以通过配置来修改其性能和参数,支持单向或双向数据传输等。

  3. 支持多从设备:SPI通信协议可以连接多个从设备,但每个从设备必须有自己唯一的片选信号。

  4. 传输距离短:SPI通信协议传输距离较短,一般不超过数米。

SPI通信协议的基本通信流程如下:

  1. 主设备向从设备发送片选信号,选择要通信的从设备;

  2. 主设备向从设备发送时钟信号,开始传输数据;

  3. 主设备向从设备发送数据,从设备通过MISO线将数据回传给主设备;

  4. 主设备传输完成后,向从设备发送片选信号,完成本次通信。

SPI通信协议是一种低成本、高速率、简单的通信协议,被广泛应用于传感器、存储芯片、显示模块等设备中。

SPI使用方法

pyb.spi

pyb.spi是MicroPython中的SPI模块,用于在MCU上设置和控制SPI总线进行数据传输。通过该模块,可以很方便地访问SPI接口以及读写SPI设备。

pyb.spi模块提供了以下几个重要的函数:

  1. init(): 初始化SPI总线,可以设置时钟频率、主从模式、数据位宽等参数。

  2. send():发送数据到SPI设备。

  3. recv():从SPI设备读取数据。

  4. send_recv():同时发送和接收数据到和从SPI设备。

  5. readinto():从SPI设备读取数据并存储到缓冲区中。

  6. write():向SPI设备写入数据。

  7. write_readinto():同时向和从SPI设备写入和读取数据。

除了以上几个函数,pyb.spi模块还提供了其他一些有用的函数和属性,比如获取或设置SPI时钟频率、设置SPI数据为高阻态、选择SPI从设备等。
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machine.spi

machine.spi模块不是专为某个特定品牌的开发板设计的,而是通用的SPI模块,可以适用于多种不同的硬件平台。

machine.spi模块提供了以下几个重要的函数:

  1. init(): 初始化SPI总线,可以设置时钟频率、主从模式、数据位宽等参数。

  2. write_readinto():同时向和从SPI设备写入和读取数据。

3. readinto():从SPI设备读取数据并存储到缓冲区中。

  1. write():向SPI设备写入数据。

除了以上几个函数,machine.spi模块还提供了其他一些有用的函数和属性,比如获取或设置SPI时钟频率、设置SPI数据为高阻态、选择SPI从设备等。

SPI可用的传感器

SPI总线是一种常用的串行通信协议,广泛应用于各种数字传感器、存储器和其他外设中。以下列举一些常见的可用SPI接口的传感器:

  1. ADXL345:三轴加速度计

  2. LIS3DH:三轴加速度计

  3. MPU6050:六轴陀螺仪和加速度计

  4. LSM9DS1:九轴惯性测量单元(IMU)

  5. BMP280:气压和温度传感器

  6. MCP3008:8路12位模数转换器(ADC)

  7. MAX31865:热电偶放大器

  8. ENC28J60:以太网控制器

  9. W5500:硬件TCP/IP协议栈

  10. MCP2515:CAN控制器

  11. AS5040:旋转编码器

  12. HX711:称重传感器放大器

以上是一些常见的可通过SPI接口访问的传感器,但SPI接口不仅仅被用于传感器,也可以用于控制各种其他的外设。

在选择使用SPI接口的传感器时,需要考虑到芯片本身的性能、价格、工作温度范围、电源电压、信号精度等因素,并选择适合具体应用的产品。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-675130.html

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