El Protocolo SPI. IES Juan de la Cierva. Aprendizaje de la Electrónica a través de la Robótica. Fernando Remiro Domínguez

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Eugenia Montero Rico
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1 El Protocolo SPI IES Juan de la Cierva Aprendizaje de la Electrónica a través de la Robótica Fernando Remiro Domínguez

2 Serial Periferical Interface (SPI) SPI es un bus de tres líneas, sobre el cual se transmiten paquetes de información de 8 bits. Cada una de estas tres líneas lleva la información entre los diferentes dispositivos conectados al bus. Cada dispositivo conectado al bus puede actuar como transmisor y receptor al mismo tiempo, por lo que este tipo de comunicación serial es full duplex. Dos de estas líneas trasfieren los datos (una en cada dirección) y la tercer línea es la del reloj.

Cada dispositivo conectado al bus puede actuar como transmisor y receptor al mismo tiempo, por lo que este tipo de

3 Serial Periferical Interface (SPI) Algunos dispositivos solo pueden transmitir datos y otros solo son receptores, generalmente un dispositivo que transmite datos también puede recibir. Los dispositivos conectados al bus son definidos como Maestros o Esclavos. Un Maestro es aquel que genera la transferencia de información sobre el bus y genera las señales de reloj y control. Los dispositivos Slaves no necesitan de circuito de reloj interno, se lo suministra el dispositivo Master que los controla.

Los dispositivos conectados al bus son definidos como Maestros o Esclavos.

4 Serial Periferical Interface (SPI) Un esclavo es un dispositivo controlado por el maestro. Cada esclavo es controlado sobre el bus a través de una línea de selección chip select (CS) o select slave. En el mismo instante de tiempo, solo puede existir un maestro sobre el bus. Cualquier dispositivo esclavo que no esté seleccionado, debe deshabilitarse (poniéndose en estado de alta impedancia) a través del la línea chip select. El bus SPI emplea un simple registro de desplazamiento para transmitir la información.

En el mismo instante de tiempo, solo puede existir un maestro sobre el bus.

5 Especificaciones del bus (SPI) Todas las líneas del bus transmiten en una única dirección. La señal sobre la línea de reloj SCLK (SCK)es generada por el maestro y sincroniza la transferencia de datos. La línea MOSI (Master Out Slave In) (SDO) transporta los datos del maestro hacia el esclavo. La línea MISO (Master In Slave Out) (SDI) transporta los datos del esclavo hacia el maestro. Cada esclavo es seleccionado por un nivel bajo a través de la línea Chip Selec CS (/SS)

La línea MOSI (Master Out Slave In) (SDO) transporta los datos del maestro hacia el esclavo.

6 Especificaciones del bus (SPI) SCL Microcontrolador (Master) MOSI MISO /SS1 /SS2 /SS3 Esclavo Dispositivo 1 Esclavo Dispositivo 2 Esclavo Dispositivo 3

7 Especificaciones del bus (SPI) con la nomenclatura de Microchip SCK Microcontrolador (Master) SDO SDI /CS1 /CS2 /CS3 Esclavo Dispositivo 1 Esclavo Dispositivo 2 Esclavo Dispositivo 3

8 Especificaciones del bus (SPI) Los datos son transferidos en bloques de 8 bits, en donde el bit más significativo (MSB) se transmite el primero. La velocidad de transferencia de datos llega hasta 70Mbits/segundo.

9 Modos del reloj (SPI) La transferencia de datos son sincronizadas por la línea de reloj del bus. Se transfiere un bit por cada ciclo de reloj. La mayoría de los interfaces SPI disponen de 2 bits de configuración, llamados CPOL (Clock Polarity) y CPHA (Clock Phase). CPOL determina si estado Idle (reposo) de la línea de reloj está en bajo (CPOL=0) o si se encuentra en estado alto (CPOL=1). CPHA determina en que flanco de reloj los datos son desplazados. Si CPHA=0 los datos sobre la línea MOSI son detectados en los flancos de bajada y los datos MISO son detectados en los flancos de subida.

CPOL determina si estado Idle (reposo) de la línea de reloj está en bajo (CPOL=0) o si se encuentra en estado alto (CPOL=1).

10 Modos del reloj (SPI) Cada bit tiene dos estados, lo cual permite 4 diferentes combinaciones, las cuales son incompatibles una de la otra. Por lo que si los dispositivos SPI desean comunicarse entre si, estos deben tener la misma Polaridad de Reloj (CPOL) y la misma Fase de Reloj (CPHA). Existen 4 modos de reloj definidos por el protocolo SPI: Modo A Modo B Modo C Modo D

Por lo que si los dispositivos SPI desean comunicarse entre si, estos deben tener la misma

11 Modos del reloj (SPI) Modo A SS(EN) Star Clock SS(EN) Modo B Star Clock SCK DATA Idle SCK Idle MSB DATA MSB Modo C Modo D SS(EN) Star Clock SS(EN) Star Clock SCK Idle SCK Idle MSB Al poner el CS=0 se ponen los Datos en la línea de salida DATA MSB Al poner el CS=0 se ponen los Datos en la línea de salida

Clock SCK Idle SCK Idle MSB Al poner el CS=0 se ponen los Datos en la línea

12 Modos del reloj (SPI) Para CPHA=1 y CPOL=1 Los nuevos datos se colocan sobre la línea cuando el flanco de reloj es descendente y se leen cuando el flanco de reloj es ascendente. SS(EN) SCK DATA Idle Star Clock MSB Modo A CPHA =1 (Fase del reloj) CPOL=1 (Polaridad del reloj)

leen cuando el flanco de reloj es ascendente.

13 Modos del reloj (SPI) Para CPHA=1 y CPOL=0 Los nuevos datos son colocados sobre la línea cuando el flanco de reloj es ascendente y se leen cuando el flanco de reloj es descendente. SS(EN) SCK DATA Idle Star Clock MSB Modo B CPHA =1 (Fase del reloj) CPOL=0 (Polaridad del reloj)

leen cuando el flanco de reloj es descendente.

14 Modos del reloj (SPI) Para CPHA=0 y CPOL=1 En cuanto el Chip Selec se pone a nivel bajo ( 0 ), los datos se ponen en la línea de salida y en el primer flanco de bajada del reloj se leen los datos DATA SS(EN) SCK Idle MSB Star Clock Al poner el CS=0 se ponen los Datos en la línea de salida Modo C CPHA =0(Fase del reloj) CPOL=1 (Polaridad del reloj)

reloj se leen los datos DATA SS(EN) SCK Idle MSB Star Clock Al poner el CS=0 se ponen

15 Modos del reloj (SPI) Para CPHA=0 y CPOL=0 En cuanto el Chip Selec se pone a nivel bajo ( 0 ), los datos se ponen en la línea de salida y en el primer flanco de subida del reloj se leen los datos SS(EN) SCK DATA Idle MSB Star Clock Al poner el CS=0 se ponen los Datos en la línea de salida Modo D CPHA =0(Fase del reloj) CPOL=0 (Polaridad del reloj)

reloj se leen los datos SS(EN) SCK DATA Idle MSB Star Clock Al poner el CS=0 se ponen

16 Modo del reloj en los PIC16F88X

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