【硬件外设使用】——SPI

SPI基本概念

SPI是一种串行端口通信接口，它是一种同步的全双工协议，用于在数字电路之间传输数据。SPI代表串行外设接口，是一种非常流行的数字通讯接口，特别适合在嵌入式系统和单片机上使用。

SPI总线由以下几个主要部分组成：

1. 主设备：主设备通常是芯片、微控制器或单片机，它的任务是控制数据传输，以及控制从设备的读写操作。

2. 从设备：从设备是连接到主设备上的外设，例如存储器、传感器或其他芯片。

3. 时钟线：时钟线是一个由主设备控制的同步时钟信号，用于同步数据传输。

4. MOSI线：MOSI（主设备输出从设备输入）线是主设备发送数据给从设备的数据线。

5. MISO线：MISO（主设备输入从设备输出）线是从设备将数据发送回主设备的数据线。

6. SS线（slave select）：SS线用于选取从设备，由主设备进行控制。

SPI协议的传输速度很高，通常大于1Mbps，可以在短时间内高速传输大量数据。 SPI协议也很灵活，可以支持多个从设备的连接，并且通常可以通过配置来修改其性能和参数。

SPI协议常常用于各种外围设备的控制，比如传感器、存储器、A/D转换器、LCD屏幕等。

SPI通信协议

SPI通信协议是一种串行通信协议，用于在数字电路之间传输数据。
SPI通信协议中有一个主设备和多个从设备，所有设备共享同一个数据总线。主设备控制时钟线，选择从设备，并向从设备发送数据；而从设备在接收到主设备的选择信号后，通过MISO线将数据发送回主设备。

SPI通信协议的特点是：

1. 速度快：SPI通信协议的传输速率可达几百Kbps到几Mbps。

2. 灵活性好：可以通过配置来修改其性能和参数，支持单向或双向数据传输等。

3. 支持多从设备：SPI通信协议可以连接多个从设备，但每个从设备必须有自己唯一的片选信号。

4. 传输距离短：SPI通信协议传输距离较短，一般不超过数米。

SPI通信协议的基本通信流程如下：

1. 主设备向从设备发送片选信号，选择要通信的从设备；

2. 主设备向从设备发送时钟信号，开始传输数据；

3. 主设备向从设备发送数据，从设备通过MISO线将数据回传给主设备；

4. 主设备传输完成后，向从设备发送片选信号，完成本次通信。

SPI通信协议是一种低成本、高速率、简单的通信协议，被广泛应用于传感器、存储芯片、显示模块等设备中。

SPI使用方法

pyb.spi

pyb.spi是MicroPython中的SPI模块，用于在MCU上设置和控制SPI总线进行数据传输。通过该模块，可以很方便地访问SPI接口以及读写SPI设备。

pyb.spi模块提供了以下几个重要的函数：

1. init(): 初始化SPI总线，可以设置时钟频率、主从模式、数据位宽等参数。

2. send()：发送数据到SPI设备。

3. recv()：从SPI设备读取数据。

4. send_recv()：同时发送和接收数据到和从SPI设备。

5. readinto()：从SPI设备读取数据并存储到缓冲区中。

6. write()：向SPI设备写入数据。

7. write_readinto()：同时向和从SPI设备写入和读取数据。

除了以上几个函数，pyb.spi模块还提供了其他一些有用的函数和属性，比如获取或设置SPI时钟频率、设置SPI数据为高阻态、选择SPI从设备等。

machine.spi

machine.spi模块不是专为某个特定品牌的开发板设计的，而是通用的SPI模块，可以适用于多种不同的硬件平台。

machine.spi模块提供了以下几个重要的函数：

1. init(): 初始化SPI总线，可以设置时钟频率、主从模式、数据位宽等参数。

2. write_readinto()：同时向和从SPI设备写入和读取数据。

3. readinto()：从SPI设备读取数据并存储到缓冲区中。

4. write()：向SPI设备写入数据。

除了以上几个函数，machine.spi模块还提供了其他一些有用的函数和属性，比如获取或设置SPI时钟频率、设置SPI数据为高阻态、选择SPI从设备等。

SPI可用的传感器

SPI总线是一种常用的串行通信协议，广泛应用于各种数字传感器、存储器和其他外设中。以下列举一些常见的可用SPI接口的传感器：

1. ADXL345：三轴加速度计

2. LIS3DH：三轴加速度计

3. MPU6050：六轴陀螺仪和加速度计

4. LSM9DS1：九轴惯性测量单元（IMU）

5. BMP280：气压和温度传感器

6. MCP3008：8路12位模数转换器（ADC）

7. MAX31865：热电偶放大器

8. ENC28J60：以太网控制器

9. W5500：硬件TCP/IP协议栈

10. MCP2515：CAN控制器

11. AS5040：旋转编码器

12. HX711：称重传感器放大器

以上是一些常见的可通过SPI接口访问的传感器，但SPI接口不仅仅被用于传感器，也可以用于控制各种其他的外设。

在选择使用SPI接口的传感器时，需要考虑到芯片本身的性能、价格、工作温度范围、电源电压、信号精度等因素，并选择适合具体应用的产品。