SPI接口的相关介绍
出处：网络整理 发布于：2025-06-25 11:32:03
SPI接口（Serial Peripheral Interface）技术详解
一、基础特性
全双工同步串行通信
速率可达50MHz（STMicroelectronics STM32H7系列）
4线制基础架构：
SCLK：时钟线（主机控制）
MOSI：主机输出从机输入（Master Out Slave In）
MISO：主机输入从机输出（Master In Slave Out）
SS/CS：片选信号（低电平有效）
电气特性
参数 典型值 电压电平 1.8V/3.3V/5V 驱动能力 20mA（推挽输出） 传输距离 <1m（板级互联）
二、工作模式配置
时钟极性(CPOL)与相位(CPHA)
模式 CPOL CPHA 数据采样时刻 0 0 0 SCLK上升沿 1 0 1 SCLK下降沿 2 1 0 SCLK下降沿 3 1 1 SCLK上升沿 数据帧格式
数据宽度：通常8位（可扩展至16/32位）
传输顺序：MSB First（默认）或LSB First
典型时序（模式0）
三、拓扑结构对比
| 类型 | 优点 | 缺点 | 适用场景 |
|---|---|---|---|
| 标准SPI | 全双工高速 | 引脚占用多 | Flash |
| 3线半双工 | 节省引脚 | 速率降低30% | （如BME280） |
| Daisy Chain | 单CS控制多设备 | 延迟累积 | （TLC5940） |
| Multi-IO SPI | 数据线可复用 | 协议复杂度高 | 高速存储器（QSPI） |
四、性能优化技术
DMA传输
STM32的SPI+DMA可实现0 CPU占用的连续传输
缓冲区描述符自动跳转（如NXP FlexIO）
硬件加速
ESP32的SPI控制器支持40MHz时钟+8线并行（Octal SPI）
信号完整性
阻抗匹配：串联22Ω电阻（抑制振铃）
等长布线：SCLK与数据线长度差<5mm（100MHz时）
关键器件选型：
电平转换：TXS0108（1.8V?3.3V双向转换）
隔离方案：ADuM3151（150Mbps数字隔离器）
五、协议分析技巧
逻辑捕获
触发条件设置：CS下降沿+SCLK边沿
解码显示：Saleae Logic可自动解析SPI数据
故障排查
现象 可能原因 解决方案 无响应 CS信号未激活 检查GPIO输出电平 数据错位 CPOL/CPHA配置错误 重设工作模式 通信不稳定 未接上拉电阻 MOSI/MISO加4.7k上拉
六、行业应用实例
存储器件
Winbond W25Q128：Quad SPI模式下可达104MHz
读写时序：
显示驱动
ILI9341 TFT屏：利用SPI实现18bit色深传输
优化技巧：采用DMA+双缓冲减少刷屏延迟
工业传感器
ADXL345加速度计：SPI模式比I2C快3倍
上一篇：typec接口颜色代表什么
下一篇：OTG线和数据线一样吗
版权与免责声明
凡本网注明“出处：维库电子市场网”的所有作品，版权均属于维库电子市场网，转载请必须注明维库电子市场网，//tgdrjb.cn，违反者本网将追究相关法律责任。
本网转载并注明自其它出处的作品，目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性，不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时，必须保留本网注明的作品出处，并自负版权等法律责任。
如涉及作品内容、版权等问题，请在作品发表之日起一周内与本网联系，否则视为放弃相关权利。
- 什么是电源接口,电源接口的知识介绍2025/6/27 17:14:17
- DSL（数字用户线路）技术详解2025/6/26 17:03:02
- OTG线和数据线一样吗2025/6/26 16:51:11
- typec接口颜色代表什么2025/6/24 16:49:56
- TYPE-C 的 CC1 和 CC2 能否短接？多引脚短接规则大揭秘2025/6/24 15:54:15
