3.9.2.1 Типы подключения к шине spi

Существует три типа подключения к шине SPI, в каждом из которых участвуют четыре сигнала (см. таблицу).

Таблица 6. Цифровые сигналы шины SPI.

Ведущий шины			Подчиненный шины
Основное обозначение	Альтернативное обозначение	Описание	Основное обозначение	Альтернативное обозначение	Описание
MOSI (Master Output Slave Input)	DO, SDO, DOUT	Выход последовательной передачи данных	MOSI	DI, SDI, DIN	Вход последовательной приема данных
MISO (Master Input Slave Output)	DI, SDI, DIN	Вход последовательного приема данных	MISO	DO, SDO, DOUT	Выход последовательной передачи данных
SCLK	DCLOCK, CLK, SCK	Выход синхронизации передачи данных	SCLK	DCLOCK, CLK, SCK	Вход синхронизации приема данных
SS (Slave Select)	CS (Chip Select)	Выход выбора подчиненного (выбор микросхемы)	SS	CS	Вход выбора подчиненного (выбор микросхемы)

Самое простое подключение, в котором участвуют только две микросхемы, показано на рис. ниже. Здесь ведущий шины передает данные по линии MOSI синхронно со сгенерированным им же сигналом SCLK, а подчиненный захватывает переданные биты данных по определенным фронтам принятого сигнала синхронизации. Одновременно с этим подчиненный отправляет свою посылку данных. Представленную схему можно упростить исключением линии MISO, если используемая подчиненная интегральная схема (ИС) не предусматривает ответную передачу данных или в ней нет потребности.

Рис. 95. Простейшее подключение к шине SPI.

Одностороннюю передачу данных можно встретить у таких микросхем, как ЦАП, цифровые потенциометры, программируемые усилители и драйверы. Таким образом, рассматриваемый вариант подключения подчиненной ИС требует 3 или 4 линии связи. Чтобы подчиненная ИС принимала и передавала данные, помимо наличия сигнала синхронизации необходимо также, чтобы линия SS была переведена в низкое состояние. В противном случае подчиненная ИС будет неактивна. Когда используется только одна внешняя ИС, может возникнуть соблазн исключения и линии SS за счет жесткой установки низкого уровня на входе выбора подчиненной микросхемы. Такое решение крайне нежелательно и может привести к сбоям или вообще невозможности передачи данных, так как вход выбора микросхемы служит для перевода ИС в еѐ исходное состояние и иногда инициирует вывод первого бита данных.

При необходимости подключения к шине SPI нескольких микросхем используется либо независимое (параллельное) подключение, либо каскадное (последовательное). Независимое подключение более распространенное, так как достигается при использовании любых SPI-совместимых микросхем. Здесь все сигналы, кроме выбора микросхем, соединены параллельно, а ведущий шины переводом того или иного сигнала SS в низкое состояние задает, с какой подчиненной ИС он будет обмениваться данными. Главным недостатком такого подключения является необходимость в дополнительных линиях для адресации подчиненных микросхем (общее число линий связи равно 3+n, где n – количество подчиненных микросхем).

Рис. 96. Независимое подключение к шине SPI.

Каскадное включение избавлено от этого недостатка, так как здесь из нескольких микросхем образуется один большой сдвиговый регистр. Для этого выход передачи данных одной ИС соединяется со входом приема данных другой, как показано на рисунке ниже. Входы выбора микросхем здесь соединены параллельно и, таким образом, общее число линий связи сохранено равным 4. Однако использование каскадного подключения возможно только в том случае, если его поддержка указана в документации на используемые микросхемы. Чтобы выяснить это, важно знать, что такое подключение поанглийски называется «daisy-chaining» (по-русски – «дейзи-цепочка»).

Рис. 97. Каскадное подключение к шине SPI.