IIC 协议

特点

1. 由SCL时钟线和SDA数据线传输
2. 有的IIC接口的设备，内部有固化地址，有的设备可通过芯片接线来确定设备地址，从设备地址为7bit，所以一条IIC总线上最多可以接2的7次方 = 128个设备
3. 多主机时钟同步和仲裁，标准模式下传输速率为100kbit/s， 快速模式下传输速率为400kbit/s，高速模式下为3.4Mbit/s
4. 采用IIC接口，IO必须被配置为开漏输出，这是为了实现线与，挂载多个设备，对总线进行独占，当总线上有一个设备输出低电平时，该线上就是低电平

传输

• 起始信号：SCL保持高电平，SDA一个下降沿，表示一个起始信号
• 停止信号：SCL保持高电平，SDA一个上升沿，表示一个停止信号
• 数据传输：SDA上的数据必须在SCL为高电平时稳定，在SCL为低电平时改变。因为如果在SCL为高电平时SDA尚的电平信号改变，则会导致接收数据的设备认为这是一个起始信号或者停止信号。 数据传输从高位开始
• ACK应答信号：处理器发送完8bit数据后，将SDA线配置为输入，因为IIC外接上拉电阻，所以这时候SDA上的电平就为高，当IIC设备接收到数据后，就在第9个周期将SDA拉低，处理器检测到SDA上的低电平就知道IIC设备接收到了数据，便可进行其他操作了。
  注意：为什么IIC总线要连接上拉电阻？
  1. 因为IIC标准规定，IIC设备在空闲时要保持为高电平，这样才能实现多主模式
  2. 加上拉能够确保主设备正确的拉低、拉高，便于从设备明确的区分高、低电平
  3. 电阻的大小跟功耗和传输速率有有关系

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写数据

写数据主要包括几个步骤：起始信号→7bit从设备地址+0(表示写)→ACK应答→要写入数据的8bit存储地址→ACK应答→要写入的数据+ACK+停止信号

读数据

读数据包括几个步骤：起始信号→7bit从设备地址+0(表示写)→ACK应答→要读出数据的8bit存储地址→ACK应答→起始信号→7bit从设备地址+1(表示读)+ACK+读出的数据+NO_ACK无应答+停止信号

SPI协议

特点

1. 4线制传输，包括CS（片选），CLK（时钟），MISO（数据输入），MOSI（数据输出）
2. 全双工串行总线，主从模式，支持单主机多从机，按位传输，高位在前，低位在后，上升沿发送数据， 下降沿接收数据，主机发送一个上升沿时，主机缓冲区的第7位数据发送出去MOSI，同时从设备缓冲区的第7位数据发送出去MISO，然后主机发送一个下降沿，MISO上的数据（也就是从设备在上升沿发送到MISO上的数据）就被读取到主机中，MOSI上的数据（也就是主设备在上升沿发送到MOSI上的数据）被读取到从设备上。

3. 4种工作模式：spi四种模式SPI的相位(CPHA)和极性(CPOL)分别可以为0或1，对应的4种组合构成了SPI的4种模式(mode)
   Mode 0 CPOL=0, CPHA=0
   Mode 1 CPOL=0, CPHA=1
   Mode 2 CPOL=1, CPHA=0
   Mode 3 CPOL=1, CPHA=1
   时钟极性CPOL: 即SPI空闲时，时钟信号SCLK的电平（1:空闲时高电平; 0:空闲时低电平）
   时钟相位CPHA: 即SPI在SCLK第几个边沿开始采样（0:第一个边沿开始; 1:第二个边沿开始）
   sd卡的spi常用的是mode 0 和mode 3，这两种模式的相同的地方是都在时钟上升沿采样传输数据，区别这两种方式的简单方法就是看空闲时，时钟的电平状态，低电平为mode 0 ，高电平为mode 3。
   例如这个波形图

   
   
   

   (注意红色框)
   如果CPOL=0, CPHA=0 ，则miso数据是0x83（10000011）
   如果CPOL=0, CPHA=1 ，则miso数据是0x07（00000111）

SPI总线和I2C总线的区别

1. iic总线不是全双工，2根线SCL SDA。spi总线实现全双工，4根线SCK CS MOSI MISO
2. iic总线是多主机总线，通过SDA上的地址信息来锁定从设备。spi总线只有一个主设备，主设备通过CS片选来确定从设备
3. I2C总线传输速度在100kbps-4Mbps。spi总线传输速度更快，可以达到30MHZ以上。
4. iic总线空闲状态下SDA SCL都是高电平。spi总线空闲状态MOSI MISO也都是 SCK是有CPOL决定的
5. iic总线scl高电平时sda下降沿标志传输开始，上升沿标志传输结束。spi总线cs拉低标志传输开始，cs拉高标志传输结束
6. iic总线是SCL高电平采样。spi总线因为是全双工，因此是沿采样，具体要根据CPHA决定。一般情况下master device是SCK的上升沿发送，下降沿采集
7. iic总线和spi总线数据传输都是MSB在前，LSB在后（串口是LSB在前）
8. iic总线和spi总线时钟都是由主设备产生，并且只在数据传输时发出时钟
9. iic总线读写时序比较固定统一，设备驱动编写方便。spi总线不同从设备读写时序差别比较大，因此必须根据具体的设备datasheet来实现读写，相对复杂一些。