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  • SPI串行总线接口及其实现
  • 使用CPLD实现通用串行总线接口收发模块、电子技术,开发板制作交流
  • 基于CY7C646xx的通用串行总线接口 赵 闯,张剑云 (解放军电子工程学院,安徽 合肥 230037) 1 USB简介 UBS(Universal Serial Bus)是一种标准的计算机与外设的连接接口,1995年问世,并由Compaq,Digital Equipment ...
  • 利用C8051F单片机串行总线接口设计的高功率放大器监控系统中数据传输系统、电子技术,开发板制作交流
  • 简介:集成电路设计越来越向系统级的方向发展,并且越来越强调模块化的设计。...本文简述了SPI总线的特点,介绍了其4条信号线,SPI串行总线接口的典型应用。重点描述了SPI串行总线接口在一款802.11b芯片中的位置,及该接...

       介:集成电路设计越来越向系统级的方向发展,并且越来越强调模块化的设计。SPI(Serial Peripheral Bus)总线是Motorola公司提出的一个同步串行外设接口,容许CPU 与各种外围接口器件以串行方式进行通信、交换信息。本文简述了SPI总线的特点,介绍了其4条信号线,SPI串行总线接口的典型应用。重点描述了SPI串行总线接口在一款802.11b芯片中的位置,及该接口作为基带和射频的通讯接口所完成的功能,并给出了用硬件描述语言Verilog HDL 实现该接口的部分程序。该实现已经在Modelsim 中完成了仿真, 并经过了FPGA 验证, 最后给出了仿真和验证的结果。

    SOC设计中,利用EDA工具设计芯片实现系统功能已经成为支撑电子设计的通用平台.并逐步向支持系统级的设计方向发展。而且,在设计过程中,越来越强调模块化设计。
        SPI
    总线是Motorola公司提出的一个同步串行外设接口,具有接口线少、通讯效率高等特点。本文给出的是利用Verilog HDL实现的SPI总线模块,该模块是802.11b无线局域网芯片中一个子模块,该模块完成了芯片中基带(base band)RF的通讯工作.

    1SPI总线接口概述
        SPI(Serial Parallel Bus)
    总线是Motorola公司提出的一个同步串行外设接口,允许CPU 与各种外围接口器件(包括模/数转换器、数/模转换器、液晶显示驱动器等)以串行方式进行通信、交换信息。他使用4条线:串行时钟线(SCK)、主机输入/从机输出线(MISO)、主机输出/从机输入线(MOSI)、低电平有效的使能信号线(CS)。这样,仅需34根数据线和控制线即可扩展具有SPI接口的各种I/O器件其典型结构如图1所示。 
    SPI
    总线具有以下特点:
    (1)
    连线较少,简化电路设计。并行总线扩展方法通常需要8根数据线、816根地址线、23根控制线。而这种设计,仅需4根数据和控制线即可完成并行扩展所实现的功能。
    (2)
    器件统一编址,并与系统地址无关,操作SPI独立性好。
    (3)
    器件操作遵循统一的规范,使系统软硬件具有良好的通用性。

    2SPI总线接口的设计与实现    该模块是802.1lb无线局域网芯片中的一子模块,其在芯片中的位置如图2所示。 其中base band(基带)SPI的主控器(master),RF(射频)SPI的受控器(slave)SPIinterface作为basebandRF的通讯接口,主要完成以下工作:
    (1)
    将从baseband接收到的16位的并行数据,转换为RF所能接收的串行数据,并将该数据根据SPI协议送给RF
    (2)
    产生RF所需的时钟信号SCLK,使能信号CSB
    (3)
    接收从RF传回的串行数据,并将其转换为并行数据。
    (4)
    baseband发送的数据,RF返回的数据进行比较,并把比较结果传给base band下面给出用Verilog HDL语言实现前两项功能的关键程序,相关变量的声明在此略去。
    //generate a counter
    always@ (posedge clock or negedge reset)
    begin
      if(!reset)
        counter<= 0;
      else if(enable)
      begin
        if(counter< 53)
        counter=counter + 1;
      end
    end
    //generate signal "csb"
    always@ (posedge clock or negedge reset)
    begin
      if(!reset)
        csb <=1;
      else if(counter>= 1 && counter <= 50)
        csb = 0;
      else
        csb = 1;
    end
    //Generate "sclk"
    always@ (posedge clock or negedge reset)
    begin
      case(counter)
        6'd02: sclk = 1;
        6'd05: sclk = 1;
        6'd08: sclk = 1;
        6'd11: sclk = 1;
        6'd14: sclk = 1;
        6'd17: sclk = 1;
        6'd20: sclk = 1;
        6'd23: sclk = 1;
        6'd26: sclk = 1;
        6'd29: sclk = 1;
        6'd32: sclk = 1;
        6'd35: sclk = 1;
        6'd38: sclk = 1;
        6'd41: sclk = 1;
        6'd44: sclk = 1;
        6'd47: sclk = 1;
        default sclk = 0;
    endcase
    end
    always@ (counter or csb)
    begin
      if(csb == 0)
      case(counter)
        6'h00,
        6'h01,
        6'h02,
        6'h03:mosi_index = 5'h00;
        6'h04,
        6'h05,
        6'h06:mosi_index = 5'h01;
        6'h07,
        6'h08,
        6'h09:mosi_index = 5'h02;
        6'h0A,
        6'h0B,
        6'h0C:mosi_index = 5'h03;
        6'h0D,
        6'h0E,
        6'h0F:mosi_index = 5'h04;
        6'h10,
        6'h11,
        6'h12:mosi_index = 5'h05;
        6'h13,
        6'h14,
        6'h15:mosi_index = 5'h06;
        6'h16,
        6'h17,
        6'h18:mosi_index = 5'h07;
        6'h19,
        6'h1A,
        6'h1B:mosi_index = 5'h08;
        6'h1C,
        6'h1D,
        6'hlE:mosi_index = 5'h09;
        6'h1F,
        6'h20,
        6'h21:mosi_index = 5'h0A ;
        6'h22,
        6'h23,
        6'h24:mosi_index = 5'h0B;
        6'h25,
        6'h26,
        6'h27:mosi_index = 5'h0C ;
        6'h28,
        6'h29,
        6'h2A:mosi_index = 5'h0D ;
        6'h2B,
        6'h2C,
        6'h2D:mosi_index = 5'h0E;
        6'h2E,
        6'h2F,
        6'h30:mosi_index = 5'h0F;
        default:mosi_index = 5'h00;
      endcase
      else
        mosi_index = 5'h00

    end
    assign mosi=spi_data[mosi_index3];
    (
    声明:以上程序已经过修改,只供借鉴,不可用作商业用途)Verilog HDL实现的SPI总线接口模块,ModelSim中编译、调试,并做了前仿真。前仿真通过后,又在Altera公司的EPXA10 Develop Board上做了FPGA验证,结果与在ModelSim中的仿真结果一致。最后在base bandRF的联合调试过程中,SPI总线接口模块达到了预期的要求。

    参考文献
    [1]
    任志斌,车长征.串行外设接口SPI的应用[J].电子技术应用,2002,29(10)20-22.
    [2]
    易志明.SPI串行总线接口及其实现[j].自动化与仪器仪表,2002,(6)45-48.
    [3]
    夏宇闻.Verilog数字系统设计教程[M].北京:北京航空航天大学出版社,2003.

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  • 通用串行总线接口USB

    2020-08-26 22:35:23
    由于多媒体技术的发展对外设与主机之间的数据传输率有了更高的需求,因此,USB总线技术应运而生。
  • USB(Universal Serial Bus),翻译为中文就是通用串行总线,是由Conpaq,DEC,IBM,Inter,Microsoft,NEC和Northen Telecom等公司为简化PC与外设之间的互连而共同研究开发的一种免费的标准化连接器,它支持各种PC与...
  • 电容传感技术可将信号处理和通信整合到单一包装内。根据制造商Loadstar Sensors公司(美国加州,Mountain View;...该传感器可以直接插入个人电脑的USB端口,使用户不需要任何附加的信号调理、数据采集或特殊软件就可以...
  • * * ;中断服务程序INT_7290(读取健值拆分并转换成字型码更新46H和47H单元内容以便刷新显示) INT_7290:NOP PUSH 00H PUSH 02H PUSH 03H PUSH 04H PUSH 07H PUSH ACC PUSH PSW MOV R0#20H ;状态数据区首址 MOV R7#04H ...
  • SPI(Serial Peripheral Interface--串行外设接口总线系统是一种同步串行外设接口,它可以使MCU与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息。
  • 硬件总线接口系列--串行总线技术大比拼 名称 硬件连线数量 同步 Or 异步 有无 时钟 线 是否有起始位停止位 最大传输位速率bit/s 最大传输距离 m 是否支持多主 点对点or点对多 I2C 2...


    名称

    硬件连线数量

    同步

    Or

    异步

    有无

    时钟

    线

    是否有起始位停止位

    最大传输位速率bit/s

    最大传输距离

    m

    是否支持多主

    点对点or点对多

    I2C

    2

    SCL

    SDA

    同步

    100k

    400k

    3.4M

    7,芯片级互连

    多主 半双工

    可多点

    同种类型最多8个,总共40

    SPI

    4

    MISO

    MOSI

    SCLK

    SS

    同步

    无,靠CS片选

     

     

    主从,半双工

    点对多,取决于片选线数量

    RS232

    典型DB9

    嵌入式3根

    RXD

    TXD

    GND

    异步

    20k

    15,板级

    双主 全双工通信

    点对点,2个

    RS422

    嵌入式5根

    TX A/B

    RX A/B

    GND

    异步

    10M

    1M

    1200

    100,板级

    主从,半双工

    点对多,10个

    RS485

    6根

    TX/RX A/B

    GND

    ENABLE

    两线制

    异步

    10M

    1200,板级

    多主,半双工

    多对多,32个

    RS485

    嵌入式6根

    TX A/B

    RX A/B

    GND

    ENABLE

    四线制

    异步

    10M

    1200,板级

    多主,全双工

    点对多,32个

    CAN

    2根,H和L

    异步

    1M

    50k

    40

    10K,板级

    多主, 半双工

    多对多,110

    MDIO

    2根,MDIO

    MDC

    同步

    8.3M

    芯片级

    主从,单向

    点对多,32





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  • 总线串行数据接口的Verilog实现、电子技术,开发板制作交流
  • 医疗和工业应用经常为了病人和设备操作员的人身安全要求隔离电压达到2500Vac或更高。该隔离屏障不仅要把电源传输到传感器件上,而且还要...因此,在这些应用中,设计者可以通过选用串行总线而不是并行总线来节约成本
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    STM32F1XX学习—串行总线协议和SPI接口介绍

    1. SPI、I2C、UART三种串行总线协议的区别

    第一个区别当然是名字:

     SPI(Serial Peripheral Interface:**串行**外设接口);
    
     I2C(INTER IC BUS)
    
     UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter:通用异步收发器)
    

    第二,区别在电气信号线上:

     SPI总线由三条信号线组成:串行时钟(SCLK)、串行数据输出(SDO)、串行数据输入(SDI)。SPI总线可以实现 多个SPI设备互相连接。提供SPI串行时钟的SPI设备为SPI主机或主设备(Master),其他设备为SPI从机或从设备(Slave)。主从设备间可以实现**全双工**通信,当有多个从设备时,还可以增加一条从设备选择线。
    
     如果用通用IO口模拟SPI总线,必须要有一个输出口(SDO),一个输入口(SDI),另一个口则视实现的设备类型而定,如果要实现主从设备,则需输入输出口,若只实现主设备,则需输出口即可,若只实现从设备,则只需输入口即可。
    
     I2C总线是双向、两线(SCL、SDA)、串行、多主控(multi-master)接口标准,具有总线仲裁机制,非常适合在器件之间进行近距离、非经常性的数据通信。在它的协议体系中,传输数据时都会带上目的设备的设备地址,因此可以实现设备组网。
    
     如果用通用IO口模拟I2C总线,并实现双向传输,则需一个输入输出口(SDA),另外还需一个输出口(SCL)。(注:I2C资料了解得比较少,这里的描述可能很不完备)
    
     UART总线是异步串口,因此一般比前两种同步串口的结构要复杂很多,一般由波特率产生器(产生的波特率等于传输波特率的16倍)、UART接收器、UART发送器组成,硬件上由两根线,一根用于发送,一根用于接收。
    
     显然,如果用通用IO口模拟UART总线,则需一个输入口,一个输出口。
    

    第三,从第二点明显可以看出,SPI和UART可以实现全双工,但I2C不行;
    PS:串行与并行具体解释见(http://www.diangon.com/wenku/xianchangzongxian/201410/00013514.html)

    1. SPI接口介绍
      SPI是由美国摩托罗拉公司推出的一种同步串行传输规范,常作为单片机外设芯片串行扩展接 口。SPI有4个引脚:SS(从器件选择线)、SDO(串行数据输出线)、SDI(串行数据输入线)和SCK(同步串行时钟线)。SPI可以用全双工通信 方式同时发送和接收8(16)位数据,过程如下:主机启动发送过程,送出时钟脉冲信号,主移位寄存器的数据通过SDO移入到从移位寄存器,同时从移位寄存 器中的数据通过SDI移人到主移位寄存器中。8(16)个时钟脉冲过后,时钟停顿,主移位寄存器中的8(16)位数据全部移人到从移位寄存器中,随即又被 自动装入从接收缓冲器中,从机接收缓冲器满标志位(BF)和中断标志位(SSPIF)置“1”。同理,从移位寄存器中的8位数据全部移入到主寄存器中,随 即又被自动装入到主接收缓冲器中.主接收缓冲器满标志位(BF)和中断标志位(SSPIF)置“1”。主CPU检测到主接收缓冲器的满标志位或者中断标志 位置1后,就可以读取接收缓冲器中的数据。同样,从CPU检测到从接收缓冲器满标志位或中断标志位置1后,就可以读取接收缓冲器中的数据,这样就完成了一 次相互通信过程。这里设置dsPIC30F6014为主控制器,ISD4002为从器件,通过SPI口完成通信控制的过程。

    SPI总线协议
    SPI是一个环形总线结构,由ss(cs)、sck、sdi、sdo构成,其时序其实很简单,主要是在sck的控制下,两个双向移位寄存器进行数据交换。
    假设下面的8位寄存器装的是待发送的数据10101010,上升沿发送、下降沿接收、高位先发送。
    那么第一个上升沿来的时候 数据将会是sdo=1;寄存器=0101010x。下降沿到来的时候,sdi上的电平将所存到寄存器中去,那么这时寄存器=0101010sdi,这样在 8个时钟脉冲以后,两个寄存器的内容互相交换一次。这样就完成里一个spi时序。
    例子:
    假设主机和从机初始化就绪:并且主机的sbuff=0xaa,从机的sbuff=0x55,下面将分步对spi的8个时钟周期的数据情况演示一遍:假设上升沿发送数据
    脉冲 主机sbuff 从机sbuff sdi sdo
    0 10101010 01010101 0 0
    1上 0101010x 1010101x 0 1
    1下 01010100 10101011 0 1
    2上 1010100x 0101011x 1 0
    2下 10101001 01010110 1 0
    3上 0101001x 1010110x 0 1
    3下 01010010 10101101 0 1
    4上 1010010x 0101101x 1 0
    4下 10100101 01011010 1 0
    5上 0100101x 1011010x 0 1
    5下 01001010 10110101 0 1
    6上 1001010x 0110101x 1 0
    6下 10010101 01101010 1 0
    7上 0010101x 1101010x 0 1
    7下 00101010 11010101 0 1
    8上 0101010x 1010101x 1 0
    8下 01010101 10101010 1 0
    这 样就完成了两个寄存器8位的交换,上面的上表示上升沿、下表示下降沿,sdi、sdo相对于主机而言的。其中ss引脚作为主机的时候,从机可以把它拉底被 动选为从机,作为从机的是时候,可以作为片选脚用。根据以上分析,一个完整的传送周期是16位,即两个字节,因为,首先主机要发送命令过去,然后从机根据 主机的名准备数据,主机在下一个8位时钟周期才把数据读回来
    SPI 总线是Motorola公司推出的三线同步接口,同步串行3线方式进行通信:一条时钟线SCK,一条数据输入线MOSI,一条数据输出线MISO;用于 CPU与各种外围器件进行全双工、同步串行通讯。SPI主要特点有:可以同时发出和接收串行数据;可以当作主机或从机工作;提供频率可编程时钟;发送结束 中断标志;写冲突保护;总线竞争保护等。图3示出SPI总线工作的四种方式,其中使用的最为广泛的是SPI0和SPI3方式(实线表示):

    图2 SPI总线四种工作方式

    SPI总线接口及时序
    SPI 模块为了和外设进行数据交换,根据外设工作要求,其输出串行同步时钟极性和相位可以进行配置,时钟极性(CPOL)对传输协议没有重大的影响。如果 CPOL=0,串行同步时钟的空闲状态为低电平;如果CPOL=1,串行同步时钟的空闲状态为高电平。时钟相位(CPHA)能够配置用于选择两种不同的传 输协议之一进行数据传输。如果CPHA=0,在串行同步时钟的第一个跳变沿(上升或下降)数据被采样;如果CPHA=1,在串行同步时钟的第二个跳变沿 (上升或下降)数据被采样。SPI主模块和与之通信的外设音时钟相位和极性应该一致。SPI总线接口时序如图所示。

    SPI功能模块的设计
    根据功能定义及SPI的工作原理,将整个IP Core分为8个子模块:uC接口模块、时钟分频模块、发送数据FIFO模块、接收数据FIFO模块、状态机模块、发送数据逻辑模块、接收数据逻辑模块以及中断形式模块。
    深入分析SPI的四种传输协议可以发现,根据一种协议,只要对串行同步时钟进行转换,就能得到其余的三种协议。为了简化设计规定,如果要连续传输多个数据,在两个数据传输之间插入一个串行时钟的空闲等待,这样状态机只需两种状态(空闲和工作)就能正确工作。

    展开全文
  • 串行外设接口 (SPI) 总线是一个工作在全双工模式下的同步串行数据链路。它可用于在单个主控制器和一个或多个从设备之间交换数据。其简单的实施方案只使用四条支持数据与控制的信号线(图 1):  虽然表1中的引脚...
  • 串行外设接口(SPI)总线是一个工作在全双工模式下的同步串行数据链路。
  • 医疗和工业应用经常为了病人和设备操作员的人身安全要求隔离电压达到2500Vac或更高。该隔离屏障不仅要把电源传输到传感器件上,而且还要传送往来于该器件上的数据。每一个穿越隔离屏障的数据信号都要求隔离。...
  • PS/2接口是目前最常见的鼠标接口,最初是IBM公司的专利,俗称“小口”。这是一种鼠标和键盘的专用接口,是一种6针的圆型接口。但鼠标只使用其中的4针传输数据和供电,其余2个为空脚。PS/2接口的传输速率比COM接口稍...
  • 通信原理基础知识课件\通信原理\第07章串行通信接口总线标准
  •  通用串行总线USB (Universal SerialBus)是Intel、Microsoft等大厂商为解决计算机外设种类的日益增加与有限的主板插槽和端口之间的矛盾而于1995年提出制定的。它是一种用于...
  • 摘要UART串行总线舵机需要配合UART串行总线舵机转接板使用,它的作用是将舵机的单线转换为双线TTL接口(Rx接收端,Tx发送端),通过双线TTL串口接口与单片机进行通信。或者通过转接板上的USB转TTL芯片(CH340),通过USB...

    摘要  UART串行总线舵机需要配合UART串行总线舵机转接板使用,它的作用是将舵机的单线转换为双线TTL接口(Rx接收端,Tx发送端),通过双线TTL串口接口与单片机进行通信。或者通过转接板上的USB转TTL芯片(CH340),通过USB端口与PC进行通信。

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    转接板规格

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    UART串行总线舵机转接板(以下简称转接板)上有两个PH2.0的插槽,任选其中一个,通过UART串行总线舵机(以下简称舵机)连接线将舵机与转接板相连接,插槽有防反插设计,所以不用担心接反。

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    另外外接电源在给转接板供电的同时也给舵机进行供电,外接电源的电压范围取决于舵机的电压范围 

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    转接板功能描述

    功能1: USB转单线TTL 舵机两侧各有一个接口,通过连接线把多个舵机就可以串联在一条串行总线上过USB线将串口转接板与电脑连接。如果电脑是Windows系统,可以通过舵机调试软件测试舵机相关的功能。果是其他操作系统,可以通过SDK测试舵机相关功能。示意图 4a5851971be037de89ad0e3e872027f9.png实物图 以树莓派与2DOF舵机云台之间的连接为例dcbd02938c2765c8fa8d681c8fcafa9a.png功能2: TTL双线转单线如果是使用单片机(Arduino/STM32/C51/TI等)与舵机进行通信,需要将舵机转接板的TTL串口接口与单片机相连。示意图 以Arduino为例演示接线方法55b9bbac4a427c9868d8652a5d9e1198.pngb3a22313b030dfa32a9138c60d978c41.png备注1. 舵机转接板的工作电压是5V,请不要将5v电压接到单片机的3.3V管脚上,防止单片机芯片烧毁。若单片机独立供电,则舵机转接板的5v管脚可以悬空。2. RX代表接收端, TX代表发送端。功能3: USB转TTL串口转接板也可以当成普通的USB转TTL串口模块来使用。af29a5b20c13ebbfe39890243644ee91.png常见问题转接板使用的USB转TTL串口芯片是CH340,需要在Windows上安装CH340的驱动。CH340驱动,请复制以下地址下载:http://www.wch.cn/download/CH341SER_EXE.html

    驱动安装完成之后,检查驱动是否安装成功。

    检查CH340驱动是否安装成功,可复制以下链接查看:

    https://jingyan.baidu.com/article/00a07f3872a90982d028dcb9.html

    00db37973d2fb734bf9ece6e4b791b34.png

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空空如也

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