亚博yabo2021:数字温度传感器系统接口:SPI、I2C、SMBus如何选

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更新时间:2022-04-11

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亚博yabo2021:数字温度传感器系统接口:SPI、I2C、SMBus如何选

产品简介

SPI是必须以数据流形式频繁传输的系统数据的一种选择,因为它具有较低的时钟速率,可以从几兆赫到几十兆赫不等。

产品介绍

本文摘要:SPI是必须以数据流形式频繁传输的系统数据的一种选择,因为它具有较低的时钟速率,可以从几兆赫到几十兆赫不等。

SPI是必须以数据流形式频繁传输的系统数据的一种选择,因为它具有较低的时钟速率,可以从几兆赫到几十兆赫不等。但是,对于系统管理活动,例如加载温度传感器读数和查找多个从设备的状态,或者多个主设备必须共存于同一系统总线上(这通常被系统验证拒绝),或者对于低功率应用,I2C或SMBus将是可选模块。图1:数字温度传感器的改进框图以下部分将解释每条串行总线及其优缺点。1.1.SPISPI是一种四线式串行总线模块,具有主/从结构。

这四条线是串行时钟(SCLK)、主输入/输出(MOSI)、主输入/输出(米索)和从选择信号。主设备是时钟提供者,它可以启动读取从设备或写入从设备操作者。此时,主设备将与从设备开始对话。当总线上没有多个从设备时,为了开始传输,主设备将自由选择具有较低线路速率的从设备,然后开始分别通过MOSI和MISO线路发送数据或接收数据。

SPI时钟速度快,从几兆赫到几十兆赫不等,没有系统开销。SPI在系统管理上的缺点是缺乏流量控制机制。主设备和从设备都不确认消息,主设备无法告诉从设备是否拥挤。

因此,有必要设计一种智能软件机制来处理验证问题。同时,SPI没有多主设备协议,需要使用简单的软件和外部逻辑来构建多主设备架构。每个从设备必须有一个独立的从机自由选择信号。信号总数最终为N ^ 3,其中N为总线上从设备的数量。

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因此,导线数量将与从属设备数量的减少成比例地快速增加。在某种程度上,给SPI总线增加新的从设备是不方便的。

对于每个额外的从设备,必须有一个新的从设备自由选择线或解码逻辑。图2显示了典型的SPI读/写周期。地址或命令字节后跟一个读/写位。

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数据通过MOSI信号载入从设备,并通过MISO信号从从设备读取。图3显示了I2C总线/SMBus和SPI的系统框图。

图2:2:SPI的典型读/写周期图3: (a) I2C总线/SMBus系统模块;(b)SPI系统模块2。I2C总线I2C是一个双线串行总线模块,工作在主/从模式。双线通信信号分别是开漏SCL和SDA串行时钟和串行数据。

主设备是时钟源。数据传输是双向的,方向不同。

读/写位状态。每个从设备都有一个唯一的7位或10位地址。

主设备通过连接位启动传输,并通过暂停位暂停传输。一个唯一的从机地址跟随在随后的位之后,随后是读/写位。I2C总线速度从0赫兹到3.4赫兹。

它不像SPI那样慢,但它是温度传感器等系统管理设备的理想选择。I2C没有系统开销,也包括继续位/暂停位、确认位和从地址位,但它享有流量控制机制。当主设备完成从从设备接收数据时,它总是发送一个确认位,除非它打算中止传输。当从设备接收到来自主设备的命令或数据时,它总是发送一个确认位。

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当从设备没有准备好时,它可以保持或延长时钟,直到它再次准备好。I2C允许多个主设备在同一总线上工作。多个主设备可以实时使用它们的时钟,因此所有主设备使用相同的时钟进行传输。

多个主设备可以通过数据仲裁来检测哪个主设备正被用于总线,从而防止数据破坏。由于I2C总线只有两条线,新的从设备只需要终端总线,并且需要可选的逻辑。3.SMBusSMBus是一种双线串行总线,在1996年规范的第一版中已经商业化。

它主要基于I2C总线规范。像I2C一样,SMBus不需要减少额外的插槽。它的创建主要是为了减少新功能,但它只在100千赫下工作,并且专门应用于智能电池管理。

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它工作在主/从模式:主设备获取时钟,开始传输时获取继续位,停止传输时获取暂停位;从机享有唯一的7位或10位从机地址。SMBus和I2C总线在时序特性上没有区别。首先,SMBus必须有一定的数据保持时间,而I2C总线意味着内部缩短数据保持时间。SMBus具有超时功能,因此当SCL过低至35毫秒时,从设备将使正在进行的通信无效。

忽略,I2C使用硬件覆盖。SMBus有一个报警调用地址(ARA),因此当从设备产生中断时,它会立即清除中断,但它会一直保持,直到收到主设备发送的带有其地址的ARA。SMBus只在10kHz到最低100kHz工作。

SMBus超时功能要求低于工作频率10kHz。总结SPI速度慢,但不能单主多从,管理线路复杂。

I2C等速度慢,数据冗余,但主从管理好,也节省了电源和控制引脚。


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