የ SPI የግንኙነት ፕሮቶኮል መሠረታዊ ነገሮች 13 ደረጃዎች

2024 ደራሲ ደራሲ: John Day | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2024-01-30 07:32

የማይክሮ መቆጣጠሪያን ከአነፍናፊ ፣ ከማሳያ ወይም ከሌላ ሞጁል ጋር ሲያገናኙ ሁለቱ መሣሪያዎች እርስ በእርሳቸው እንዴት እንደሚነጋገሩ አስበው ያውቃሉ? በትክክል ምን ይላሉ? እርስ በእርሳቸው እንዴት መግባባት ቻሉ?

በኤሌክትሮኒክ መሣሪያዎች መካከል መግባባት በሰዎች መካከል እንደ መግባባት ነው። ሁለቱም ወገኖች አንድ ቋንቋ መናገር አለባቸው። በኤሌክትሮኒክስ ውስጥ እነዚህ ቋንቋዎች የግንኙነት ፕሮቶኮሎች ተብለው ይጠራሉ። እንደ እድል ሆኖ ፣ አብዛኞቹን የ DIY ኤሌክትሮኒክስ ፕሮጄክቶችን ስንገነባ ማወቅ ያለብን ጥቂት የግንኙነት ፕሮቶኮሎች አሉ። በዚህ ተከታታይ መጣጥፎች ውስጥ ስለ ሦስቱ በጣም የተለመዱ ፕሮቶኮሎች መሠረታዊ ነገሮች እንነጋገራለን-Serial Peripheral Interface (SPI) ፣ Inter-Integrated Circuit (I2C) ፣ እና Universal Asynchronous Receiver/Transmitter (UART) የሚነዳ ግንኙነት። በመጀመሪያ ፣ ስለ ኤሌክትሮኒክ ግንኙነት አንዳንድ መሠረታዊ ፅንሰ ሀሳቦችን እንጀምራለን ፣ ከዚያ SPI እንዴት እንደሚሰራ በዝርዝር ያብራሩ። በሚቀጥለው ጽሑፍ በ UART የሚመራ ግንኙነትን እንወያይበታለን ፣ እና በሦስተኛው ጽሑፍ ውስጥ ወደ I2C እንገባለን። SPI ፣ I2C እና UART እንደ ዩኤስቢ ፣ ኤተርኔት ፣ ብሉቱዝ እና ዋይፋይ ካሉ ፕሮቶኮሎች በጣም ትንሽ ቀርፋፋ ናቸው ፣ ግን እነሱ በጣም ቀላል እና አነስተኛ ሃርድዌር እና የስርዓት ሀብቶችን ይጠቀማሉ። SPI ፣ I2C እና UART በማይክሮ መቆጣጠሪያዎች መካከል እና ከፍተኛ መጠን ያለው ከፍተኛ ፍጥነት ውሂብ ማስተላለፍ የማያስፈልጋቸው በማይክሮ መቆጣጠሪያዎች እና ዳሳሾች መካከል ለመግባባት ተስማሚ ናቸው።

ደረጃ 1: ተከታታይ VS. የፓራል ግንኙነት

የኤሌክትሮኒክስ መሣሪያዎች በመሣሪያዎች መካከል በአካል በተገናኙ ሽቦዎች አማካኝነት የውሂብ ቁርጥራጮችን በመላክ እርስ በእርስ ይነጋገራሉ። በ 26 ፊደላት (በእንግሊዝኛ ፊደላት) ምትክ ቢት አንድ ቃል ልክ እንደ ፊደል ነው ፣ ቢት ሁለትዮሽ ነው እና 1 ወይም 0. ብቻ ቢት በቮልቴጅ ውስጥ በፍጥነት ለውጦች ከአንድ መሣሪያ ወደ ሌላ ይተላለፋሉ። በ 5 ቮ በሚሠራ ስርዓት ውስጥ ፣ 0 ቢት እንደ አጭር የ 0 ቮ ምት ፣ እና 1 ቢት በ 5 ቮ አጭር የልብ ምት ይነገራል።

የውሂብ ቁርጥራጮች በትይዩ ወይም በተከታታይ መልክ ሊተላለፉ ይችላሉ። በትይዩ ግንኙነት ፣ የውሂብ ቁርጥራጮች በአንድ ጊዜ እያንዳንዳቸው በተለየ ሽቦ በኩል ይላካሉ። የሚከተለው ዲያግራም “ሐ” የሚለውን ፊደል በሁለትዮሽ (01000011) ትይዩ ማስተላለፍ ያሳያል።

ደረጃ 2

በተከታታይ ግንኙነት ውስጥ ቢቶች በአንድ ሽቦ በአንድ በኩል ይላካሉ። የሚከተለው ሥዕላዊ መግለጫ “ሁለት” (01000011) ውስጥ የ “ሐ” ፊደል ተከታታይ ስርጭትን ያሳያል።

ደረጃ 3

ደረጃ 4: ስለ SPI ግንኙነት መግቢያ

SPI በብዙ የተለያዩ መሣሪያዎች የሚጠቀሙበት የተለመደ የግንኙነት ፕሮቶኮል ነው። ለምሳሌ ፣ የ SD ካርድ ሞጁሎች ፣ የ RFID ካርድ አንባቢ ሞጁሎች ፣ እና 2.4 ጊኸ ገመድ አልባ አስተላላፊ/ተቀባዮች ሁሉም ከማይክሮ መቆጣጠሪያዎች ጋር ለመገናኘት SPI ን ይጠቀማሉ።

የ SPI አንድ ልዩ ጥቅም መረጃ ያለማቋረጥ ሊተላለፍ የሚችል መሆኑ ነው። ማንኛውም የቁጥሮች ብዛት በተከታታይ ዥረት ሊላክ ወይም ሊቀበል ይችላል። በ I2C እና በ UART ፣ ውሂቦች በአንድ የተወሰነ የቁጥር ብዛት የተገደበ በፓኬቶች ውስጥ ይላካል። ሁኔታዎችን ይጀምሩ እና ያቁሙ የእያንዳንዱን ፓኬት መጀመሪያ እና መጨረሻ ይገልፃሉ ፣ ስለዚህ በሚተላለፉበት ጊዜ ውሂቡ ይቋረጣል። በ SPI በኩል የሚገናኙ መሣሪያዎች በዋና-ባሪያ ግንኙነት ውስጥ ናቸው። ጌታው የመቆጣጠሪያ መሣሪያ (ብዙውን ጊዜ ማይክሮ መቆጣጠሪያ) ነው ፣ ባሪያው (አብዛኛውን ጊዜ አነፍናፊ ፣ ማሳያ ወይም የማስታወሻ ቺፕ) ከጌታው መመሪያ ይወስዳል። የ SPI ቀላሉ ውቅር ነጠላ ጌታ ፣ ነጠላ የባሪያ ስርዓት ነው ፣ ግን አንድ ጌታ ከአንድ ባሪያ በላይ መቆጣጠር ይችላል (ከዚህ በታች ከዚህ በታች)።

ደረጃ 5

ደረጃ 6

MOSI (ማስተር ውፅዓት/ባሪያ ግብዓት) - ለጌታው መረጃ ለባሪያው የሚልክበት መስመር።

ሚሶ (ማስተር ግቤት/ባሪያ ውፅዓት) - ለባሪያው መረጃን ወደ ጌታው የሚልክበት መስመር።

SCLK (ሰዓት) - ለሰዓት ምልክት መስመር።

ኤስ ኤስ/ሲኤስ (የባሪያ ምርጫ/ቺፕ ምረጥ) - ጌታው የትኛው ባሪያ ውሂብ እንደሚልክ የሚመርጥበት መስመር

ደረጃ 7

*በተግባር ፣ የባሪያዎች ብዛት በስርዓቱ የጭነት አቅም የተገደበ ነው ፣ ይህም በቮልቴጅ ደረጃዎች መካከል በትክክል የመቀየር ችሎታውን ይቀንሳል።

ደረጃ 8 SPI እንዴት እንደሚሰራ

ሰዓቱ

የሰዓት ምልክቱ ከዋናው ወደ ባይት ናሙናዎች የውሂብ ቢት ውጤቶችን ያመሳስላል። በእያንዳንዱ የሰዓት ዑደት ውስጥ አንድ ትንሽ ውሂብ ይተላለፋል ፣ ስለዚህ የመረጃ ማስተላለፍ ፍጥነት በሰዓት ምልክት ድግግሞሽ ይወሰናል። የ SPI ግንኙነት ሁል ጊዜ በጌታው የተጀመረው ጌታው የሰዓት ምልክቱን ስለሚያዋቅር እና ስለሚያመነጭ ነው።

መሣሪያዎች የሰዓት ምልክት የሚጋሩበት ማንኛውም የግንኙነት ፕሮቶኮል የተመሳሰለ በመባል ይታወቃል። SPI የተመሳሰለ የግንኙነት ፕሮቶኮል ነው። እንዲሁም የሰዓት ምልክትን የማይጠቀሙ ያልተመሳሰሉ ዘዴዎች አሉ። ለምሳሌ ፣ በ UART ግንኙነት ውስጥ ፣ ሁለቱም ወገኖች የውሂብ ማስተላለፍን ፍጥነት እና ጊዜ የሚወስን ቅድመ-የተዋቀረ የባውድ ተመን ተዘጋጅተዋል።

በ SPI ውስጥ ያለው የሰዓት ምልክት የሰዓት ዋልታ እና የሰዓት ደረጃ ባህሪያትን በመጠቀም ሊቀየር ይችላል። እነዚህ ሁለት ንብረቶች ጥሶቹ ሲወጡ እና ናሙና በሚሆኑበት ጊዜ ለመግለጽ አብረው ይሰራሉ። በሰዓት ኡደት በሚነሳ ወይም በሚወድቅ ጠርዝ ላይ ቢት እንዲወጣ እና ናሙና እንዲደረግ የሰዓት ዋልታ በጌታው ሊዘጋጅ ይችላል። እየጨመረ ወይም ቢወድቅ ምንም ይሁን ምን በሰዓት ዑደት የመጀመሪያ ጠርዝ ወይም በሁለተኛው ጠርዝ ላይ እንዲከሰት የሰዓት ደረጃ ለውጤት እና ናሙና ሊዘጋጅ ይችላል።

የባሪያ ምረጥ

ጌታው የባሪያውን ሲኤስ/ኤስ ኤስ መስመርን ወደ ዝቅተኛ የቮልቴጅ ደረጃ በማቀናጀት የትኛውን ባሪያ ማነጋገር እንደሚፈልግ መምረጥ ይችላል። በስራ ፈት ፣ በማይተላለፍ ሁኔታ ፣ የባሪያው መምረጫ መስመር በከፍተኛ የቮልቴጅ ደረጃ ይቀመጣል። በርካታ ሲኤስ/ኤስ ኤስ ፒኖች በጌታው ላይ ሊገኙ ይችላሉ ፣ ይህም በርካታ ባሪያዎችን በትይዩ እንዲገጣጠሙ ያስችላቸዋል። አንድ የሲኤስ/ኤስ ኤስ ፒን ብቻ የሚገኝ ከሆነ ፣ ብዙ ባሪያዎች በጌጣጌጥ ሰንሰለት ለጌታው ሊገናኙ ይችላሉ።

ብዙ SPI ባሪያዎች

ከአንድ ጌታ እና ከአንድ ባሪያ ጋር እንዲሠራ ሊቋቋም ይችላል ፣ እና በአንድ ጌታ ቁጥጥር ስር ባሉ በርካታ ባሮች ሊቋቋም ይችላል። ብዙ ባሪያዎችን ከጌታው ጋር ለማገናኘት ሁለት መንገዶች አሉ። ጌታው ብዙ የባሪያ መምረጫ ካስማዎች ካሉ ፣ ባሮቹ እንደዚህ በትይዩ ሊገጣጠሙ ይችላሉ-

ደረጃ 9

ደረጃ 10

ሞሲ እና ሚሶ

ጌታው በ MOSI መስመር በኩል በተከታታይ መረጃን ለባሪያው በጥቂቱ ይልካል። ባሪያው ከጌታው የተላከውን መረጃ በ MOSI ፒን ይቀበላል። ከጌታው ወደ ባሪያው የሚላከው መረጃ ብዙውን ጊዜ በመጀመሪያ በጣም አስፈላጊ በሆነ ትንሽ ይላካሉ። በተጨማሪም ባሪያው በተከታታይ በ MISO መስመር በኩል መረጃውን ወደ ጌታው ሊልክ ይችላል። ከባሪያው ወደ ጌታው የተላከው መረጃ ብዙውን ጊዜ በመጀመሪያ በትንሹ በትንሹ በትንሹ ይላካሉ። የ SPI ውሂብ ማስተላለፍ ደረጃዎች 1. ጌታው የሰዓት ምልክቱን ያወጣል-

ደረጃ 11

አንድ ባሪያ የሚመርጥ ፒን ብቻ የሚገኝ ከሆነ ፣ ባሮቹ እንደዚህ በዴይ ሰንሰለት ሊታሰሩ ይችላሉ-

ደረጃ 12

ሞሲ እና ሚሶ

ጌታው በ MOSI መስመር በኩል በተከታታይ መረጃን ለባሪያው በጥቂቱ ይልካል። ባሪያው ከጌታው የተላከውን መረጃ በ MOSI ፒን ይቀበላል። ከጌታው ወደ ባሪያው የሚላከው መረጃ ብዙውን ጊዜ በመጀመሪያ በጣም አስፈላጊ በሆነ ትንሽ ይላካሉ።

ባሪያው በተከታታይ በ MISO መስመር በኩል መረጃውን ወደ ጌታው ሊልክ ይችላል። ከባሪያው ወደ ጌታው የተላከው መረጃ ብዙውን ጊዜ በመጀመሪያ በትንሹ በትንሹ በትንሹ ይላካሉ።

የ SPI ውሂብ ማስተላለፍ ደረጃዎች

*ማስታወሻ ምስሎች በቀላሉ ሊለዩዋቸው የሚችሉ ኦቦ ተዘርዝረዋል

1. ጌታው የሰዓት ምልክቱን ያወጣል-

2. ጌታው የኤስኤስ/ሲኤስ ፒን ወደ ዝቅተኛ የቮልቴጅ ሁኔታ ይለውጣል ፣ ይህም ባሪያውን ያነቃቃል።

3. ጌታው በ MOSI መስመር ላይ አንድ ጊዜ መረጃውን ለባሪያው ይልካል። ባሪያው ሲቀበላቸው ቁርጥራጮቹን ያነባል-

4. ምላሽ የሚያስፈልግ ከሆነ ፣ ባሪያው በ MISO መስመር ላይ አንድ ጊዜ መረጃውን ለጌታው ይመልሳል። እንደተቀበሉት ጌታው ቁርጥራጮቹን ያነባል-

ደረጃ 13 የ SPI ጥቅሞች እና ጉዳቶች

SPI ን ለመጠቀም አንዳንድ ጥቅሞች እና ጉዳቶች አሉ ፣ እና በተለያዩ የግንኙነት ፕሮቶኮሎች መካከል ምርጫ ከተሰጠ ፣ በፕሮጀክትዎ መስፈርቶች መሠረት SPI ን መቼ እንደሚጠቀሙ ማወቅ አለብዎት-

ጥቅሞች

ምንም ጅምር እና ማቆሚያዎች የሉም ፣ ስለዚህ ውሂቡ ያለማቋረጥ በዥረት ሊለቀቅ ይችላል እንደ I2C ያለ የተወሳሰበ የባሪያ አድራሻ ስርዓት ከ I2C (ከሞላ ጎደል ሁለት እጥፍ ያህል) ከፍ ያለ የውሂብ ማስተላለፍ መጠን (መለያ) MISO እና MOSI መስመሮችን ይለያዩ ፣ ስለዚህ መረጃ በተመሳሳይ ሊላክ እና ሊቀበል ይችላል። ጊዜ

ጉዳቶች

አራት ገመዶችን ይጠቀማል (I2C እና UART ዎች ሁለት ይጠቀማሉ) ውሂቡ በተሳካ ሁኔታ ስለተቀበለ ምንም ዕውቅና የለም (I2C ይህ አለው) በ UART ውስጥ እንደ እኩልነት ቢት የመፈተሽ የስህተት ዓይነት የለም ለአንድ መምህር ብቻ ይፈቅዳል ተስፋ እናደርጋለን ይህ ጽሑፍ የተሻለ ግንዛቤ ሰጥቶዎታል የ SPI። ስለ UART የሚነዳ ግንኙነትን ለመማር ወይም ስለ I2C ፕሮቶኮል የምንወያይበትን ክፍል ሶስት ወደዚህ ተከታታይ ክፍል ይቀጥሉ።

ማናቸውም ጥያቄዎች ካሉዎት በአስተያየቱ ክፍል ውስጥ ለመጠየቅ ነፃነት ይሰማዎ ፣ እኛ ለማገዝ እዚህ ነን። እና መከተልዎን እርግጠኛ ይሁኑ

ከሰላምታ ጋር - M. Junaid