單片機 I2C和SPI通信的不同
出處:維庫電子市場網(wǎng) 發(fā)布于:2023-03-28 16:14:40
I2C和SPI是兩種不同的通信協(xié)議。
聽到協(xié)議,似乎高不可攀,其實協(xié)議就是人們定義的一個標準而已,我們只要遵照這個標準去做事,就可以。比如公司規(guī)定早上9點上班,我們就9點上班,不然就會扣薪水,這就是個協(xié)議。
用I2C通信的芯片常用的就是EEPROM芯片,如Atmel的AT24CXX系列,此外,還有一些其它功能的芯片。用SPI通信的芯片有外置FLASH芯片,同樣,還有其他功能的一些芯片。
I2C通信需要用到兩個引腳:SDA SCL。SCL是時鐘引腳,SDA是數(shù)據(jù)引腳。
(這是EEPROM芯片)
(這是時鐘芯片)
SPI通信需要3個引腳或者4個引腳:CS SCK MOSI MISO。SPI通信芯片的引腳名稱不一定都是這幾個名稱,可能還有會別的名稱,但是意思是一樣的,例如MOSI引腳的意思是“主機輸出從機輸入”,某個SPI接口的芯片就有可能會寫成SDI,因為這個SPI器件是作為從機的,所以它的SDI的意思就是“從機數(shù)據(jù)輸入引腳”。
SPI通信過程為:把CS引腳拉低,然后SCK輸出時鐘,然后就可以在MOSI引腳上輸出數(shù)據(jù),同時可以在MISO上獲得數(shù)據(jù)了。
(這是一個SPI FLASH芯片,DO是MISO,DI是MOSI,CLK是SCK,功能一樣,叫法不一樣而已)
(這是一個SPI接口的ADC芯片,Dout是MISO,DCLOCK就是SCK,這個芯片有3個SPI引腳)大部分單片機上面都會帶有I2C口和SPI口,有可能還會有好幾個I2C口和SPI口。不過,不帶I2C口和SPI口的單片機,也可以通過普通引腳的模擬他們的時序來進行通信。
而且,如果是初學者的話,一定要學習一下用普通引腳模擬,對他們的通信本質(zhì)理解更深刻。
通信全程,其實就是控制引腳高低電平和檢測引腳高低電平的過程,話說,控制單片機的引腳高低電平和檢測引腳的高低電平,天學單片機就會了,所以,I2C通信和SPI通信也沒什么難的地方。
給大家講一個簡單的通信過程,例如我們稱下面的通信名稱為KJLWT,名字是不是看起來很吊,其實是“科技老頑童”的拼音首字母,因為接下來的協(xié)議是我剛剛發(fā)明的,所以以此命名^_^。主要是讓大家理解,名稱就是用來嚇唬人的。
我們用兩條線來通信,一條時鐘線,一條數(shù)據(jù)線。時鐘線,其實就是用來產(chǎn)生一個脈沖波形,再說的直接一點,就是把引腳變高變低的信號,如下圖:
(這就是個時鐘信號)例如我們規(guī)定,在時鐘引腳為高電平的時候,讀取數(shù)據(jù)引腳的電平,連續(xù)8個時鐘,就可以讀到一個字節(jié)了。那給數(shù)據(jù)的那一端,要怎么給數(shù)據(jù)呢?也很簡單,給數(shù)據(jù)的那一端,在檢測到低電平的時候,就把要發(fā)送的數(shù)據(jù)按照位體現(xiàn)在數(shù)據(jù)引腳上面。例如一個數(shù)據(jù):0x88,寫成二進制以后就是1000 1000。我們來看一下傳輸這個數(shù)據(jù)的過程:從機檢測時鐘引腳,檢測到一個下降沿(就是從高電平落到了低電平),就把要發(fā)送的數(shù)據(jù)的bit7體現(xiàn)在數(shù)據(jù)引腳上,例如1000 1000的bit7是1,就把數(shù)據(jù)引腳變高電平,主機在時鐘引腳的高電平,檢測這個數(shù)據(jù)引腳,把這個位記錄下來,從機再次發(fā)現(xiàn)時鐘引腳的下降沿后,再把數(shù)據(jù)的bit6體現(xiàn)在數(shù)據(jù)引腳上,由于1000 1000 的bit6是0,所以從機把數(shù)據(jù)引腳拉低,然后當時鐘引腳為高電平的時候,主機檢測數(shù)據(jù)引腳的高低電平,再把bit6記錄下來,……以此8次,就可以把一個字節(jié)由從機傳輸?shù)街鳈C了。是不是很簡單呢?
時鐘的速率,就是傳輸數(shù)據(jù)的快慢,以上面講的為例,如果脈沖的周期為1秒鐘,也就是1Hz,那么傳輸一個字節(jié)就需要8秒鐘;如果脈沖的周期為1毫秒,也就是1KHz,那么輸出一個字節(jié)只需要8毫秒。這下你就理解通信的速率是什么意思了吧?
I2C通信,SPI通信,只不過是在我剛才講的例子上面,又多了一些協(xié)議內(nèi)容。具體的協(xié)議,你們隨便找一個I2C和SPI通信接口的芯片看一下時序圖就可以了。我們要做的,就是用單片機的引腳,把它的時序做出來。
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