SPI协议的4种模式(转至广漠飘羽)
SCK:即时钟信号线,用于通讯同步。该信号由主机产生,其支持的最高通讯速率为fpclk/2,即所挂载总线速率的一半。如SPI2挂载在APB1总线上,则其最高速率为36MHz / 2 = 18MHz。类似木桶效应,两个设备之间通讯时,通讯速率受限于较低速的设备。
NSS:即片选信号线,用于选择通讯的从设备,也可用CS表示。每个从设备都有一条独立的NSS信号线,主机通过将某个设备的NSS线置低电平来选择与之通讯的从设备。所以SPI通讯以NSS线电平置低为起始信号,以NSS线电平被拉高为停止信号。
概述:
在芯片的资料上,有两个非常特殊的寄存器配置位,分别是 CPOL (Clock POlarity)和 CPHA (Clock PHAse)。
CPOL配置SPI总线的极性
CPHA配置SPI总线的相位
极性和相位,这么专业的名词,非常难理解。我们不妨从时序图入手,了解极性和相位的效果。
SPI总线的极性
极性,会直接影响SPI总线空闲时的时钟信号是高电平还是低电平。
CPOL = 1:表示空闲时是高电平
CPOL = 0:表示空闲时是低电平
由于数据传输往往是从跳变沿开始的,也就表示开始传输数据的时候,是下降沿还是上升沿。
如下图:
SPI总线的相位
一个时钟周期会有2个跳变沿。而相位,直接决定SPI总线从那个跳变沿开始采样数据。
CPHA = 0:表示从第一个跳变沿开始采样
CPHA = 1:表示从第二个跳变沿开始采样
不多说,直接上图:
至于跳变沿究竟是上升沿还是下降沿,这取决于 CPOL。记住, CPHA 只决定是哪个跳变沿采样。
4种模式
CPOL 和 CPHA 的不同组合,形成了SPI总线的不同模式。
mode | CPOL | CPHA |
---|---|---|
mode 0 | 0 | 0 |
mode 1 | 0 | 1 |
mode 2 | 1 | 0 |
mode 3 | 1 | 1 |
模式0 (CPOL=0; CPHA=0)
特性:
CPOL = 0:空闲时是低电平,第1个跳变沿是上升沿,第2个跳变沿是下降沿
CPHA = 0:数据在第1个跳变沿(上升沿)采样
效果图:
模式1 (CPOL=0; CPHA=1)
特性:
CPOL = 0:空闲时是低电平,第1个跳变沿是上升沿,第2个跳变沿是下降沿
CPHA = 1:数据在第2个跳变沿(下降沿)采样
效果图:
模式2 (CPOL=1; CPHA=0)
特性:
CPOL = 1:空闲时是高电平,第1个跳变沿是下降沿,第2个跳变沿是上升沿
CPHA = 0:数据在第1个跳变沿(下降沿)采样
效果图:
模式3 (CPOL=1; CPHA=1)
特性:
CPOL = 1:空闲时是高电平,第1个跳变沿是下降沿,第2个跳变沿是上升沿
CPHA = 1:数据在第2个跳变沿(上升沿)采样
效果图:
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