【嵌入式】SPI一主多从 软件硬件解析

关于SPI的简单介绍:

【嵌入式】通信接口(IIC/UART/SPI/RS232/RS485/CAN/)_rs485 rs232 spi uart-CSDN博客

1.前言

        最近一个项目中用到了SPI,用到了他的一主多从的特性,一个主机和几十个从机数据交互。

        SPI通信的优点:

        1)全双工通信;

        2)速度块,一般的STM32能得到18Mbit/s。

        3)支持一主多从通信,只需要片选就可以。

        SPI通信的缺点:

        1)没有应答信号,主机和从机只有数据交换。

        2)通信距离比较近,而且非常容易受到干扰。

        3)片选信号需要占用较多的引脚。

        综上所述,使用SPI时必须要综合考虑,量力而行。

2.硬件思路

2.1片选信号

        SPI的基本结构就是这样。

        但如果采用这种结构,对于引脚较多的芯片可以,对于像C8T6这种小单片机就比较尴尬。因此,我们可以将片选信号接入多路选择器。例如74HC154芯片,利用4个IO口产生16路片选信号。

2.2 通信稳定

          SPI电路的信号线上通常会串联电阻,常用22R/33R,串电阻的作用是出于信号完整性考虑,进行阻抗匹配,减小信号反射的影响。 R4一般接4.7k电阻。

        SCLK时钟信号线上一般会加串阻,并且预留一颗电容,这个电容预留主要作用是针对辐射测试。通常情况下,电容是不焊接的,但是在EMC测试如果SCLK时钟信号RE超标,将这颗电容焊接,能有效降低RMC辐射。 该电容在降低辐射保证EMC通过的同时,还要保证时钟上升沿不能太缓;对于10~100MHz的时钟信号,该电容容值一般取10~30pF。

        PCB Layout建议:阻抗控制在50ohm,串阻近源端放置;CLK和其他的信号边沿间距>3W,以CLK为基准±20mil(对于50MHz以内的CLK信号,通常这样控制长度偏差);走线尽可能短、远离电源、高频器件等。

        除此之外,当从设备过多,且板子上还有其他设备的时候,片选信号有可能会受到干扰。这个时候,我们一般在片选信号上接一个1nf甚至更小的电容,滤除尖峰信号。

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