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SPI同步串行通信

UART串口通信中的数据只能一位一位的传输，如果数据量比较大的时候，传输速率会受到很大影响，此时我们就可以考虑使用同步串行通信了，比如SPI。

SPI通信原理

SPI，全称是Serial Peripheral Interface，也就是串行外设接口，同样是一种通信协议，在很多芯片中都有集成。

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相比之前学习的UART串口通信，他多了两根线，其中一个是时钟信号，另一个是设备使能信号，用来控制设备是否启用，所以也产生了主从设备的概念。

  • MISO：Master Input Slave Output，主设备数据输入，从设备数据输出；

  • MOSI：Master Output Slave Input，主设备数据输出，从设备数据输入；

  • SCLK：Serial Clock，时钟信号，由主设备产生；

  • CS：Chip Select，从设备使能信号，由主设备控制。

这样，在一组SPI通信的系统中，可以连接多个设备，想要和哪个设备通信时，就使能这个设备，除能其他设备。

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我们在开发中常见的SPI设备会有一些传感器，还有电阻屏之类的。

硬件连线

在SPI的通信中，有一个管脚负责发送，另外一个管脚负责接收，如果我们把同一组SPI的发送和接收接到一起，岂不是能接收到自己发送的数据吗？

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我们不妨来试一试，这里使用一个跳线帽直接把19，21两个SPI的通信管脚短接。

运行示例程序

大家来运行例程，看看会发生什么？

$ sudo python3 test_spi.py

在旭日X3派的终端中，输入运行例程的指令，接下来我们就可以看到通过SPI传输并收到的数据啦，相当于是左手传递给右手，自己给自己循环传输数据了。

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代码解析

test_spi.py：

#!/usr/bin/env python3

import sys
import os
import time

# 导入spidev模块
import spidev

def BytesToHex(Bytes):
    return ''.join(["0x%02X " % x for x in Bytes]).strip()

def spidevTest():
    # 设置spi的bus号（0, 1, 2）和片选(0, 1)
    spi_bus = input("Please input SPI bus num:")
    spi_device = input("Please input SPI cs num:")
    # 创建spidev类的对象以访问基于spidev的Python函数。
    spi=spidev.SpiDev()
    # 打开spi总线句柄
    spi.open(int(spi_bus), int(spi_device))

    # 设置 spi 频率为 12MHz
    spi.max_speed_hz = 12000000

    print("Starting demo now! Press CTRL+C to exit")

    # 发送 [0x55, 0xAA], 接收的数据应该也是 [0x55, 0xAA]
    try:
        while True:
            resp = spi.xfer2([0x55, 0xAA])
            print(BytesToHex(resp))
            time.sleep(1)

    except KeyboardInterrupt:
        spi.close()

if __name__ == '__main__':
    print("List of enabled spi controllers:")
    os.system('ls /dev/spidev*')

    spidevTest()

在python中使用spidev这个库，初始化X3Pi的SPI，之后使用xerf2发送数据，同时接收数据，并打印出来，会发现打印出来的就是我们发送的。

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