理解一下单片机的I2C和SPI通信 -

标题: 理解一下单片机的I2C和SPI通信 [打印本页]

作者: piaolin 时间: 2015-10-29 23:21
标题: 理解一下单片机的I2C和SPI通信
应某位网友要求，今天说一下单片机的I2C SPI通信，可能说不清楚，因为这毕竟要做实验才可完全理解。
I2C和SPI是两种不同的通信协议。
听到协议，似乎高不可攀，其实协议就是人们定义的一个标准而已，我们只要遵照这个标准去做事，就可以。比如公司规定早上9点上班，我们就9点上班，不然就会扣薪水，这就是个协议。
用I2C通信的芯片最常用的就是EEPROM芯片，如Atmel的AT24CXX系列，此外，还有一些其它功能的芯片。用SPI通信的芯片有外置FLASH芯片，同样，还有其他功能的一些芯片。
I2C通信需要用到两个引脚：SDA SCL。SCL是时钟引脚，SDA是数据引脚。

(这是EEPROM芯片)

(这是时钟芯片)
SPI通信需要3个引脚或者4个引脚：CS SCK MOSI MISO。SPI通信芯片的引脚名称不一定都是这几个名称，可能还有会别的名称，但是意思是一样的，例如MOSI引脚的意思是“主机输出从机输入”，某个SPI接口的芯片就有可能会写成SDI，因为这个SPI器件是作为从机的，所以它的SDI的意思就是“从机数据输入引脚”。
SPI通信过程为：把CS引脚拉低，然后SCK输出时钟，然后就可以在MOSI引脚上输出数据，同时可以在MISO上获得数据了。

(这是一个SPI FLASH芯片，DO是MISO，DI是MOSI，CLK是SCK，功能一样，叫法不一样而已)

(这是一个SPI接口的ADC芯片，Dout是MISO，DCLOCK就是SCK，这个芯片有3个SPI引脚)
大部分单片机上面都会带有I2C口和SPI口，有可能还会有好几个I2C口和SPI口。不过，不带I2C口和SPI口的单片机，也可以通过普通引脚的模拟他们的时序来进行通信。
而且，如果是初学者的话，一定要学习一下用普通引脚模拟，对他们的通信本质理解更深刻。
通信全程，其实就是控制引脚高低电平和检测引脚高低电平的过程，话说，控制单片机的引脚高低电平和检测引脚的高低电平，第一天学单片机就会了，所以，I2C通信和SPI通信也没什么难的地方。
给大家讲一个最简单的通信过程，例如我们称下面的通信名称为KJLWT，名字是不是看起来很吊，其实是“科技老顽童”的拼音首字母，因为接下来的协议是我刚刚发明的，所以以此命名^_^。主要是让大家理解，名称就是用来吓唬人的。
我们用两条线来通信，一条时钟线，一条数据线。时钟线，其实就是用来产生一个脉冲波形，再说的直接一点，就是把引脚变高变低的信号，如下图：

（这就是个时钟信号）
例如我们规定，在时钟引脚为高电平的时候，读取数据引脚的电平，连续8个时钟，就可以读到一个字节了。那给数据的那一端，要怎么给数据呢？也很简单，给数据的那一端，在检测到低电平的时候，就把要发送的数据按照位体现在数据引脚上面。例如一个数据：0x88，写成二进制以后就是1000 1000。我们来看一下传输这个数据的过程：从机检测时钟引脚，检测到一个下降沿（就是从高电平落到了低电平），就把要发送的数据的bit7体现在数据引脚上，例如1000 1000的bit7是1，就把数据引脚变高电平，主机在时钟引脚的高电平，检测这个数据引脚，把这个位记录下来，从机再次发现时钟引脚的下降沿后，再把数据的bit6体现在数据引脚上，由于1000 1000 的bit6是0，所以从机把数据引脚拉低，然后当时钟引脚为高电平的时候，主机检测数据引脚的高低电平，再把bit6记录下来,……以此8次，就可以把一个字节由从机传输到主机了。是不是很简单呢？
时钟的速率，就是传输数据的快慢，以上面讲的为例，如果脉冲的周期为1秒钟，也就是1Hz,那么传输一个字节就需要8秒钟；如果脉冲的周期为1毫秒，也就是1KHz,那么输出一个字节只需要8毫秒。这下你就理解通信的速率是什么意思了吧？
I2C通信，SPI通信，只不过是在我刚才讲的例子上面，又多了一些协议内容。具体的协议，你们随便找一个I2C和SPI通信接口的芯片看一下时序图就可以了。我们要做的，就是用单片机的引脚，把它的时序做出来。

我是瑞生，毫无保留的给大家透露电子设计经验，不定时分享实用的落地的电子设计技巧,希望能够帮助到大家。

作者: cqqwing 时间: 2018-6-7 21:22
看到你还是15年底发的帖子，还没什么回帖，现在学单片机的，很少有人学原理和底层基础了，都是看个大概的教程，然后照搬教程例程里写好的程序做修改而已，99%的人估计连那语句都理解不通
这不禁让我想起了学加减法，学单片机无非就是学加减乘除的公式，剩下的，就是自己在做东西时的应用运算了，我学i2c的时候，曾经有过这样一个认为，不晓得对不对， i2c，和SPI一样，是不是可以理解为就是单片机与其他芯片之间的通信？

作者: 15796245 时间: 2018-6-25 20:08
哇刚接触I2C 很有用！可惜真没人回帖。

作者: chinarally@ 时间: 2018-6-25 23:43
顶一顶楼主

作者: QQ572008555 时间: 2020-2-18 20:31
支持写的很底层耐心看完排除了对协议的恐惧对I2C和SPI有了一定的认识。

作者: pull1121 时间: 2020-2-22 13:50
现在正在学习赞一个

作者: 学习电子知识 时间: 2020-3-23 17:14
学习了，赞一个

作者: brave_ruan 时间: 2020-3-23 23:04
确实写的好，赞一个。

作者: zhujabin 时间: 2020-4-9 23:57
很棒学到了

作者: bhjyqjs 时间: 2020-4-10 08:15
楼主不容易，顶一个

作者: stc_小白 时间: 2020-4-10 09:32
写得通俗易懂。

作者: 380572536@qq.co 时间: 2020-4-10 10:10
能不能下载？

作者: nimengmeiwomeng 时间: 2020-4-25 17:56
踩踩，学到了

作者: room07 时间: 2021-1-20 21:30
确实写的好,

作者: aktuan007 时间: 2021-1-22 20:43
很少有人有耐心写这些啊，顶

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