IIC SPI协议基本解析

IIC协议简介
IIC协议是一种通信协议，串行通信协议，半双工通讯，可以让mcu与其他外设进行通讯，可以挂载多个主机与从机，每次通信只可以一个主机与一个从机通讯。iic有两根总线，SCL总线（串行时钟线）用来时钟同步收发，SDA总线（双向串行数据线）用来数据的收发。要实现设备的通讯就要首先知道设备的独立地址，一般这个地址在设备的手册上有查阅设备手册就可以知道，地址有7位地址与10位地址，一般用的是7位地址，IIC设备的读与写（传输方向选择位）与设备的7位地址组成了一个新的8位地址，读是1，写是0。例如，EEPROM的设备地址格式为1010XXX,如果一个设备的地址为1010 000即0x50，与传输方向选择位组成一个新的8位地址。1010 0000 （0xA0）设备写地址，1010 0001（0xA1）设备读地址。
IIC的引脚模式必须使用开漏模式GPIO_Mode_AF_OD
IIC读写的基本过程
1：产生起始信号（SCL保持高电平，SDA由高电平变为低电平后，延时(>4.7us)，SCL变 为低电平）
2：广播设备地址+传输方向选择位
3：等待应答信号。
4：发送数据（字节）（1个字节为8bit）
5：等待应答信号
6：重复发送数据（4,5）
7：停止信号（SCL保持高电平。SDA由低电平变为高电平）

传输速率：在初始化中配置，
标准模式下是100kbit/s,
快速模式下400kbit/s，
高速模式下3.4Mbit/s

IIC协议的优点：
可以添加多个从机设备（连接到相同总线的 IC 数量受到总线的最大电容 400pF 限制 。 ），只有两根总线占用资源少，故障的诊断和调试简单

SPI通信协议简介：
一种串行外围设备接口，是一种高速全双工的通讯总线，它被广泛地使用在ADC、LCD等设备与MCU间，要求通讯速率较高的场合。一般只有一个主机，有多个从机，主机与从机间有三根总线，一根片选线。三根总线并联在各个设备之间，片选线串联在主机与从机之间。
三根总线分别是：
SCK(时钟信号线)：用于通讯数据同步，由通讯主机产生，决定了通讯的速率。
MOSI(主设备输出/从设备输入)：主机的数据由这条线输出，从机的数据由这条线输入
MISO(主设备输入/从设备输出)：主机从这条信号线读入数据，从机的数据由这条信号线输出到主机

片选线：CS/NSS
有多少个从机设备与主机相连，就有多少条片选线，每个设备拥有一条独立的片选线，spi设备没有设备地址，通过拉低CS作为设备通讯的开始信号，CS拉高作为设备通讯结束信号。

SPI一共有四种通讯模式（SPI0,SPI1,SPI2,SPI3），它们的主要区别是总线空闲时SCK的时钟状态以及数据采样时刻，通过不同的时钟极性CPOL和时钟相位CPHA来设置

时钟极性CPOL是指SPI通讯设备处于空闲状态时，SCK信号线的电平信号，即SPI通讯开始前、 NSS线为高电平时SCK的状态，SCK在空闲状态时为低电平，CPOL=1时，相反。

时钟相位CPHA是指数据的采样的时刻，当CPHA=0时，MOSI或MISO数据线上的信号将会在SCK时钟线的“奇数边沿”被采样。当CPHA=1时，数据线在SCK的“偶数边沿”采样

SPI主模式收发流程
1：控制NSS信号线，产生起始信号
2：把要发送的数据写入到“数据寄存器DR”中，该数据会被存储到发送缓冲区
3：通讯开始，SCK时钟开始运行。MOSI把发送缓冲区中的数据一位一位地传输出去；MISO则把数据一位一位地存储进接收缓冲区中；
4：当发送完一帧数据的时候，“状态寄存器SR”中的“TXE标志位”会被置1，表示传输完一帧，发送缓冲区已空；类似地，当接收完一帧数据的时候，“RXNE标志位”会被置1，表示传输完一帧，接收缓冲区非空；
5：等待到“TXE标志位”为1时，若还要继续发送数据，则再次往“数据寄存器DR”写入数据即可；等待到“RXNE标志位”为1时，通过读取“数据寄存器DR”可以获取接收缓冲区中的内容。

SPI的传输速率受以下影响
1：SPI的最大时钟频率
2：CPU处理SPI数据的能力
3：pcb所允许的最大传输速率

SPI的最大时钟频率在spi初始化中设置SPI_BaudRatePrescaler ，设置波特率分频因子，分频后的时钟即为SPI的SCK信号线的时钟频率。这个成员参数可设置为fpclk的2、4、6、8、16、32、64、128、256分频。 最大是2分频时钟频率。stm32f103ve系列时钟频率是72M
那么最大spi传输速率可达36Mbit/s

版权声明：本文为CSDN博主「数与形」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接：https://blog.csdn.net/qqp1455755691/article/details/122906804

IIC协议简介
IIC协议是一种通信协议，串行通信协议，半双工通讯，可以让mcu与其他外设进行通讯，可以挂载多个主机与从机，每次通信只可以一个主机与一个从机通讯。iic有两根总线，SCL总线（串行时钟线）用来时钟同步收发，SDA总线（双向串行数据线）用来数据的收发。要实现设备的通讯就要首先知道设备的独立地址，一般这个地址在设备的手册上有查阅设备手册就可以知道，地址有7位地址与10位地址，一般用的是7位地址，IIC设备的读与写（传输方向选择位）与设备的7位地址组成了一个新的8位地址，读是1，写是0。例如，EEPROM的设备地址格式为1010XXX,如果一个设备的地址为1010 000即0x50，与传输方向选择位组成一个新的8位地址。1010 0000 （0xA0）设备写地址，1010 0001（0xA1）设备读地址。
IIC的引脚模式必须使用开漏模式GPIO_Mode_AF_OD
IIC读写的基本过程
1：产生起始信号（SCL保持高电平，SDA由高电平变为低电平后，延时(>4.7us)，SCL变 为低电平）
2：广播设备地址+传输方向选择位
3：等待应答信号。
4：发送数据（字节）（1个字节为8bit）
5：等待应答信号
6：重复发送数据（4,5）
7：停止信号（SCL保持高电平。SDA由低电平变为高电平）

传输速率：在初始化中配置，
标准模式下是100kbit/s,
快速模式下400kbit/s，
高速模式下3.4Mbit/s

IIC协议的优点：
可以添加多个从机设备（连接到相同总线的 IC 数量受到总线的最大电容 400pF 限制 。 ），只有两根总线占用资源少，故障的诊断和调试简单

SPI通信协议简介：
一种串行外围设备接口，是一种高速全双工的通讯总线，它被广泛地使用在ADC、LCD等设备与MCU间，要求通讯速率较高的场合。一般只有一个主机，有多个从机，主机与从机间有三根总线，一根片选线。三根总线并联在各个设备之间，片选线串联在主机与从机之间。
三根总线分别是：
SCK(时钟信号线)：用于通讯数据同步，由通讯主机产生，决定了通讯的速率。
MOSI(主设备输出/从设备输入)：主机的数据由这条线输出，从机的数据由这条线输入
MISO(主设备输入/从设备输出)：主机从这条信号线读入数据，从机的数据由这条信号线输出到主机

片选线：CS/NSS
有多少个从机设备与主机相连，就有多少条片选线，每个设备拥有一条独立的片选线，spi设备没有设备地址，通过拉低CS作为设备通讯的开始信号，CS拉高作为设备通讯结束信号。

SPI一共有四种通讯模式（SPI0,SPI1,SPI2,SPI3），它们的主要区别是总线空闲时SCK的时钟状态以及数据采样时刻，通过不同的时钟极性CPOL和时钟相位CPHA来设置

时钟极性CPOL是指SPI通讯设备处于空闲状态时，SCK信号线的电平信号，即SPI通讯开始前、 NSS线为高电平时SCK的状态，SCK在空闲状态时为低电平，CPOL=1时，相反。

时钟相位CPHA是指数据的采样的时刻，当CPHA=0时，MOSI或MISO数据线上的信号将会在SCK时钟线的“奇数边沿”被采样。当CPHA=1时，数据线在SCK的“偶数边沿”采样

SPI主模式收发流程
1：控制NSS信号线，产生起始信号
2：把要发送的数据写入到“数据寄存器DR”中，该数据会被存储到发送缓冲区
3：通讯开始，SCK时钟开始运行。MOSI把发送缓冲区中的数据一位一位地传输出去；MISO则把数据一位一位地存储进接收缓冲区中；
4：当发送完一帧数据的时候，“状态寄存器SR”中的“TXE标志位”会被置1，表示传输完一帧，发送缓冲区已空；类似地，当接收完一帧数据的时候，“RXNE标志位”会被置1，表示传输完一帧，接收缓冲区非空；
5：等待到“TXE标志位”为1时，若还要继续发送数据，则再次往“数据寄存器DR”写入数据即可；等待到“RXNE标志位”为1时，通过读取“数据寄存器DR”可以获取接收缓冲区中的内容。

SPI的传输速率受以下影响
1：SPI的最大时钟频率
2：CPU处理SPI数据的能力
3：pcb所允许的最大传输速率

SPI的最大时钟频率在spi初始化中设置SPI_BaudRatePrescaler ，设置波特率分频因子，分频后的时钟即为SPI的SCK信号线的时钟频率。这个成员参数可设置为fpclk的2、4、6、8、16、32、64、128、256分频。 最大是2分频时钟频率。stm32f103ve系列时钟频率是72M
那么最大spi传输速率可达36Mbit/s

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