基于基于SPI总线技术的同步总线技术的同步422接口设计接口设计
摘 要: 以SPI总线技术为基础,用微控制器S3C2450X和电平转换芯片MAX3088设计了一个RS-422接口电
路,将SPI单端非平衡传输信号转换为RS-422差分信号。在保证SPI同步传输的高效性和高速性的同时,还增强
了信号的抗干扰能力。 同步传输(Synchronous Transmission)是一种发送方与接收方都采用相同时钟频率
的传输方式。具体来说,就是把要传输的一组数据组合成一帧,每一帧的开头部分是一组同步字符,用于通知
接收方一个帧已经到达,但它同时还能确保接收方的采样速度和比特的到达速度一致,使收发双方进入同步。
帧的结尾部分是一个帧结束标记,用于表示在下一帧开始之前没
摘 要: 以SPI总线技术为基础,用微控制器S3C2450X和电平转换芯片MAX3088设计了一个RS-422接口电路,将SPI单
端非平衡传输信号转换为RS-422差分信号。在保证SPI同步传输的高效性和高速性的同时,还增强了信号的抗干扰能力。
同步传输(Synchronous Transmission)是一种发送方与接收方都采用相同时钟频率的传输方式。具体来说,就是把要传输
的一组数据组合成一帧,每一帧的开头部分是一组同步字符,用于通知接收方一个帧已经到达,但它同时还能确保接收方的采
样速度和比特的到达速度一致,使收发双方进入同步。帧的结尾部分是一个帧结束标记,用于表示在下一帧开始之前没有其他
即将到达的数据了。接收方不必对每个字符进行开始和停止的操作,一旦检测到帧同步字符,就在接下来的数据到达时接收它
们。因此,与异步传输相比,具有很高的传输速度。而且,由于没有在传输的每个字符中都加入起始位和结束位,所以同步传
输的开销比异步传输要小得多,通常前者的数据增值只有2.5%左右,而后者的高达25%。所以,在高速通信中一般都采用同
步传输方式。
由于图像的数据量一般很大,所以图像数据的传输都是高速传输。在某实时图像存储系统设计中,为了保证能够实时存储
图像,需要在以S3C2450X为MCU的嵌入式系统中采用同步422接口向外传输图像数据。由于S3C2450X的UART接口不支持
同步串行通信模式,所以采用了将SPI外围总线转换为同步422接口的设计方法。
1 SPI基本原理与结构基本原理与结构
串行外围设备接口(SPI)是由Motorola公司开发的、用来在微控制器和外围设备芯片之间实现数据交换的低成本、易使用
接口。与标准的串行接口不同,SPI是一个同步协议接口,全双工通信,所有的传输都参照一个共同的时钟,这个同步时钟信
号由主机产生。接收数据的外设使用时钟对串行比特流的接收进行同步化。其传输速度可达几Mb/s。
SPI主要使用4个信号:MISO(主机输入/从机输出)、MOSI(主机输出/从机输入)、 SCLK(串行时钟)、 或 (外设片选
或从机选择)。
MISO信号由从机在主机的控制下产生。 信号用于禁止或使能外设的收发功能。 为高电平时,禁止外设接收和发送
数据; 为低电平时,允许外设接收和发送数据。图1所示是微处理器通过SPI与外设连接的示意图。
主机和从机都有一个串行移位寄存器,主机通过向它的SPI串行寄存器写入一个字节来发起传输。寄存器通过MOSI信号
线将字节传送给从机,从机也将自己的移位寄存器中的内容通过MISO信号线返回给主机(如图2所示)。这样,两个移位寄存器
中的内容就被交换。外设的写操作和读操作是同步完成的。