笔记——三⼤串⾏总线SPI、IIC、UART
⼀、名字
SPI（serial Peripheral Interface：串⾏外设接⼝），是motorola公司提出的⼀种同步串⾏数据传输标准； I2C（INTER IC BUS：IC之间总线），是由PHILIPS公司开发的两线式串⾏总线，⽤于连接微控制器及其外围设备； UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter：通⽤异步收发器)，是电脑硬件的⼀部分，它把将要传输的资料在串⾏通信与并⾏通信之间加以转换，UART通常被集成于其他通讯接⼝的连接上。UART即我们通常说的“串⼝”。
⼆、UART、SPI、I2C对⽐
三、串⾏外设接⼝：SPI
1、速览点
夹网布
（1）四条信号线：串⾏时钟(SCLK)、串⾏数据输出(SDO)、串⾏数据输⼊(SDI)、⽚选线（SS）。（所谓的进出，是针对信号进出主机⽽⾔）。（2）SPI总线可以实现多SPI设备互相连接。提供时钟的SPI设备为主设备(Master)，其他设备为从设备(Slave)。SCLK信号线只由主设备控制，从设备不能控制信号线。
（3）在SPI总线上，某⼀时刻可以出现多个从机，但只能存在⼀个主机。主机通过⽚选线来确定要通信的从机。这就要求从机的MISO⼝具有三态特性，使得该⼝线在器件未被选通时表现为⾼阻抗。
（4）主从设备间可以实现全双⼯通信，收发独⽴，操作简单，数据传输速率较⾼，但需要占⽤主机较多的⼝线（每个从机都需要⼀根⽚选线），⽽且只⽀持单个主机，没有指定的流控制，没有应答机制确认是否接收到数据。 （5）数据输出通过SDO线，数据在时钟上沿或下沿时改变（即发送），在紧接着的下沿或上沿被读取，从⽽完成⼀位数据传输。数据输⼊也使⽤同样原理。因此，8位数据的传输，⾄少需要8次时钟信号的改变（上沿和下沿为⼀次）。高速车针
（6）普通的串⾏通讯⼀次连续传送⾄少8位数据，⽽SPI允许数据⼀位⼀位的传送，甚⾄允许暂停，因为SCK时钟线由主控设备控制，当没有时钟跳变时，从设备不采集或传送数据。也就是说，主设备通过对SCK时钟线的控制可以完成对通讯的控制。
（7）SPI接⼝在CPU和外围低速器件之间进⾏同步串⾏数据传输，在主器件的移位脉冲下，数据按位传输，⾼位在前（先传？），低位在后，为全双⼯通信。
2、数据传输
（1）SPI在数据传输的时候，需要确定两件事情：
其⼀，数据是在时钟的上升沿采集还是下降沿采集；
其⼆，时钟的初始(空闲)状态是为⾼电平还是低电平。
对⽐：I2C空闲状态时，时钟线（不是数据线？）为⾼电平，数据采集时，时钟线也为⾼电平，但SPI给出了更⾃由的⽅式
（2）两个概念
CPOL：时钟极性，表⽰SPI在空闲时，时钟信号是⾼电平还是低电平。
CPHA：时钟相位，表⽰SPI设备是在在时钟的上升沿采集还是下降沿采集。边坡滑模施工
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备时钟相位和极性应该⼀致。
则SPI数据传输就有四种可能—按照标准的说法，SPI数据传输就有四种模式。
3、spi读写
（1）SPI在硬件设计上采⽤的双数据线制，根据设计，在SPI通信过程中，主从设备之间会形成⼀个数据环形链路——即主设备向从设备写⼀次数据，从设备就会回⼀次数据(⾄于从设备回复的数据是否有效，则另当别论——如果有效，主设备就把它读⼊，否则丢弃）。
（2）例⼦：假设上升沿发送、下降沿接收、⾼位先发送。
假设主机8位寄存器装的是待发送的数据10101010
垃圾分类机
解析：
原数据为10101010
（1）上，
此时主机发送1Bit数据，即将最左边的1发送出去，故当前状态为0101010X，X表⽰未知，因为换没接收到从机发送来的数据；
此时从机发送1Bit数据，即将最左边的0发送出去，故当前状态为1010101X，X表⽰未知，因为换没接收到主机发送来的数据；
（2）上，
此时主机接收1Bit数据，故当前状态为01010100；
此时从机接收1Bit数据，故当前状态为10101011；不干胶标贴
⼀个时钟周期内完成数据的接收与发送；
主机与从机都是⾼位先发送，接收到的数据填充到最右边；
由此可知⼋个时钟周期完成了⼀次数据交换。
裂隙水四、IC之间总线：I2C
IIC(Inter－Integrated Circuit)总线是⼀种由 PHILIPS 公司开发的两线式串⾏总线，⽤于连接微控制器及其外围设备。它是由数据线 SDA 和时钟 SCL 构成的串⾏总线，可发送和接收数据。在 CPU 与被控 IC 之间、IC 与 IC 之间进⾏双向传送，⾼速 IIC 总线⼀般可达
400kbps 以上。
I2C 总线在传送数据过程中共有三种类型信号， 它们分别是：开始信号、结束信号和应答
信号。
