SPI-интерфейс
Особенности функционирования шины SPI - последовательный синхронный стандарт передачи данных в режиме полного дуплекса. Характеристики SPI-интерфейса, доступных цифровых сигналов, его преимущества и недостатки, примеры применения в промышленности.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 18.07.2015 |
| Размер файла | 15,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Введение
SPI - последовательный синхронный стандарт передачи данных в режиме полного дуплекса, разработанный компанией Motorola для обеспечения простого и недорогого сопряжения микроконтроллеров и периферии. К одному последовательному периферийному интерфейсу ведущего устройства-микросхемы может присоединяться несколько микросхем. Периферия, не выбранная процессором, не принимает участия в передаче по SPI.
Шина SPI организована по принципу 'ведущий-подчиненный'. В качестве ведущего шины обычно выступает микроконтроллер, но им также может быть программируемая логика, DSP-контроллер. В роли подчиненных устройств шины выступают различного рода микросхемы, в т. ч. запоминающие устройства (EEPROM, Flash-память, SRAM), часы реального времени (RTC), АЦП/ЦАП, цифровые потенциометры, специализированные контроллеры и др.
В SPI используются четыре цифровых сигнала:
MOSI или SI - выход ведущего, вход ведомого (англ. Master Out Slave In). Служит для передачи данных от ведущего устройства ведомому.
MISO или SO - вход ведущего, выход ведомого (англ. Master In Slave Out). Служит для передачи данных от ведомого устройства ведущему.
SCLK или SCK - последовательный тактовый сигнал (англ. Serial Clock). Служит для передачи тактового сигнала для ведомых устройств.
CS или SS - выбор микросхемы, выбор ведомого (англ. Chip Select, Slave Select).
Характеристики spi-интерфейса
Полнодуплексный 3-проводный синхронный обмен данными.
Режим работы ведущий или ведомый.
Обмен данными с передаваемыми первыми старшим или младшим битами.
Четыре программируемые скорости обмена данными.
Флаг прерывания по окончании передачи.
Передача данных
SPI предполагает передачу данных бит за битом: от ведущего по линии MOSI и от ведомого (в обратную сторону) по линии MISO. Таким образом, возможен полнодуплексный режим, когда данные передаются в обоих направлениях одновременно и синхронно. Порядок следования битов в исходной версии SPI фирмы Motorola можно определить как, начиная со старшего, однако в дальнейшем некоторые производители микроконтроллеров позволяли задавать его программно. Возможны реализации, в которых для передачи данных используется единственная двунаправленная линия.
Если соединить два микроконтроллера по шине SPI, то они могут по очереди становится ведущим или ведомым. Главное, чтобы в конкретный момент времени на шине SPI только одно устройство являлось ведущим.
При сдвиге данных из ведущего микроконтроллера в ведомый одновременно происходит сдвиг данных из ведомого микроконтроллера в ведущий, т.е. в течение одного цикла сдвига происходит обмен данными между ведущим и ведомым микроконтроллерами.
интерфейс шина передача дуплекс
Преимущества и недостатки
Полная дуплексная связь.
Гибкость протокола для передачи битов.
Чрезвычайно простой аппаратный интерфейс.
Используется намного меньше выводов микросхем, контактов в разъёмах и кабелей, чем параллельные интерфейсы, где необходим минимум 1 провод на бит.
Нет аппаратного управления потоком.
Меньшее потребление энергии.
Большое число подключений к линиям шины.
Отсутствует подтверждение приема данных.
Последние тенденции в области разработки промышленных систем позволяют располагать микроконтроллер и соответствующие АЦП и ЦАП на расстоянии до 100 м и более в системе. Влияние добавочной задержки распространения сигнала на синхронность данных и тактового сигнала часто игнорируется, в результате чего интерфейс, прекрасно работающий в лабораторных условиях, оказывается неработоспособным при использовании на производстве. Существует множество причин, при которых интерфейс не может функционировать должным образом. Например:
потеря синхронизации из-за больших задержек распространения сигнала
ошибки передачи данных из-за несогласованности линий передачи.
Если интерфейс запрограммирован как ведущий, он может работать на максимальной скорости передачи данных (бит/сек), равной половине тактовой частоты.
Если интерфейс запрограммирован для работы в качестве ведомого, его максимальная скорость в полнодуплексном режиме равняется одной десятой тактовой частоты.
Пример реализации в МК
Интерфейс SPI позволяет организовать последовательную синхронную высокоскоростную передачу данных между ATmega128 и другим периферийным устройством или между несколькими AVR-микроконтроллерами.
Отличительные особенности интерфейса SPI в ATmega128:
Полнодуплексная, трехпроводная синхронная передача данных.
Ведущая или подчиненная работа.
Передача первым младшего или старшего бита.
Семь программируемых скоростей связи.
Флаг прерывания для индикации окончания передачи данных.
Защитный флаг при повторной записи.
Примеры применения в промышленности
Многочисленные фирмы производят огромное количество различных периферийных узлов подключения к МК через SPI:
Датчики физических величин (температуры, давления, ускорения и др.).
Устройства аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразования (АЦП, ЦАП).
Устройства преобразования интерфейса (CAN-контроллеры, Ethernet - контроллеры).
Модули энергонезависимой памяти (Flash - карты MMC и CD, микросхемы EEPROM).
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Последовательный интерфейс для передачи данных. Синхронный и асинхронный режимы передачи данных. Формат асинхронной посылки. Постоянная активность канала связи при синхронном режиме передачи. Реализация последовательного интерфейса на физическом уровне.
реферат [106,9 K], добавлен 28.04.2010Высокие скорость передачи данных и помехоустойчивость, способностью обнаруживать любые возникающие ошибки как основные характеристики полевой шины CAN (сеть контроллеров). Регламентация международными стандартами интерфейса. Описание стандарта, протокол.
курсовая работа [878,3 K], добавлен 01.02.2013Особенности процесса взаимодействия пользователя с компьютером. Графический интерфейс ОС Windows, его преимущества и недостатки. Основы простейшего SILK-интерфейса. Основные черты и специфика структуры WIMP-интерфейса. Общепринятые соглашения для меню.
реферат [26,8 K], добавлен 02.10.2012Стандартный интерфейс IEC 625-1 для программируемых приборов. Логическая организация интерфейса. Протокол сигналов для установления связи по магистрали IEC. Условия функционирования приборов в системе. Коды и форматы, физическая реализация интерфейса.
контрольная работа [102,4 K], добавлен 23.01.2014Сущность и предназначение последовательных интерфейсов. Формат асинхронной и синхронной посылки. Функциональные возможности и схема соединения по интерфейсу RS-232C. Назначение сигналов интерфейса. Понятие, конфигурирование и использование СОМ-портов.
контрольная работа [175,2 K], добавлен 09.11.2010История USB и его сравнительная характеристика с другими типами интерфейсов. Архитектура USB-шины: общая архитектура, составляющие и их свойства. Аппаратное обеспечение: кабели и разъемы. Принципы передачи данных, оценка эффективности и быстродействия.
реферат [31,0 K], добавлен 01.06.2015Условное разделение частей ЭВМ на основные и периферийные устройства. Использование последовательной передачи данных в интерфейсе винчестеров Serial ATA. Порядок установки и конфигурирование нового контроллера, модернизация BIOS, основы технологии RAID.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 21.05.2009Количество людей, польззующихся всемирной сетью. Разработка проекта Interneting Project. Стандарт передачи данных. Возможности гипертекстовых ссылок. Передачи в сети файлов любого типа. Главные преимущества электронной почты. Поиск информации в Интернет.
презентация [1,4 M], добавлен 03.12.2013Тенденция к увеличению скорости передачи данных, расширению выполняемых функций в развитии периферийных устройств. Интерфейс шины ISА. Описание работы принципиальной схемы, выбор элементной базы и интегральных схем. Прикладная программа и её возможности.
курсовая работа [128,5 K], добавлен 28.10.2009Техническая характеристика популярных типов шин. Архитектура Pentium P5. Частота процессора Pentium II 450. Скорость передачи данных. Шины памяти, расширения, ввода-вывода. Структура и свойства ISA, EISA и PC-104. Общая схема работы шины в обычном РС.
презентация [408,8 K], добавлен 27.08.2013История создания и развития интерфейса АТА. Компоновка, режим безопасности, функции, команды. Особенности технологии интеллектуального IDE-интерфейса. Сравнительные характеристики различных интерфейсов, используемых для подключения дисковых устройств.
курсовая работа [75,7 K], добавлен 17.06.2013Беспроводный метод передачи данных bluetooth, выделение его основных свойств, преимуществ и принципов работы. Технические аспекты и набор базовых протоколов технологии bluetooth, основные направления применения технологии и характеристика конкурентов.
реферат [1,3 M], добавлен 19.11.2014Структура блока обработки данных, синтез операционного и управляющего автоматов с микропрограммируемой логикой в структурном базисе комплекта 1804. Разработка алгоритма регенерации динамического ЗУ, особенности интерфейса шины процессор – память ISA.
курсовая работа [3,3 M], добавлен 23.12.2014Информационные потоки синтеза ПС. Этапы кодирования и тестирования. Разработка данных и архитектуры. Стандарт оформления проектной документации и интерфейса конечного пользователя. Классификация структур данных. Принцип информационной закрытости.
презентация [485,4 K], добавлен 19.09.2016Электронные базы данных по действующему законодательству. Классификация справочно-правовых систем: "КонсультантПлюс", "Гарант", профессиональная юридическая "Кодекс" и экспертная "Дельта". Особенности, интерфейс, достоинства и недостатки программы Dbase.
отчет по практике [54,7 K], добавлен 14.03.2012История разработки языка Pascal, его основные преимущества и недостатки. Понятие и допустимые операции над множественным типом данных. Работа с символьными переменными, числами и строками. Примеры записей с вариантами. Разработка интерфейса приложения.
курсовая работа [34,3 K], добавлен 28.12.2010Минимальные системные требования, предъявляемые к программе. Параметры и алгоритмы функционирования нижнего уровня сети передачи данных. Кратчайший путь между заданными ключевыми пунктами в имитационном режиме. Описание процесса отладки приложения.
дипломная работа [802,6 K], добавлен 28.09.2015Задачи и преимущества применения автоматизированных систем, их компоненты. Работа с файлами и сортировка данных. Разработка программы для учета товаров на складе, ее обеспечение и структура. Проектирование интерфейса, содержание инструкции пользователя.
курсовая работа [928,2 K], добавлен 03.12.2013ISDN как цифровой вариант аналоговых телефонных линий с коммутацией цифровых потоков. Использование его в качестве средства традиционной телефонной связи и Internet. Практический опыт применения интерфейсов ISDN: BRI и PRI. Системы передачи данных.
реферат [905,7 K], добавлен 12.12.2013Разработка программного приложения WindowsForms для работы с базой данных на языке высокого уровня C# в автономном режиме с использованием ADO.NET. Проектирование реляционной модели базы данных, интерфейса приложения, основных функций и возможностей.
курсовая работа [4,3 M], добавлен 30.06.2015
