Arduino 系列：Arduino Nano 33 IoT 系列 (基于 SAMD21)_10.通信接口：SPI.docxVIP

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通信接口：SPI

10.1SPI接口概述

10.1.1什么是SPI

SPI（SerialPeripheralInterface，串行外设接口）是一种同步串行通信接口，通常用于短距离、高速通信。SPI接口通常包括四条信号线：MISO（MasterInSlaveOut，从设备到主设备的数据线）、MOSI（MasterOutSlaveOut，主设备到从设备的数据线）、SCK（SerialClock，串行时钟线）和SS（SlaveSelect，从设备选择线）。通过这些信号线，主设备可以与一个或多个从设备进行通信。

10.1.2SPI接口的特点

高速通信：SPI接口的通信速度通常可以达到几Mbps，适合需要高速数据传输的应用。

同步通信：数据传输依赖于时钟信号，确保数据的同步性。

简单性：相对于I2C等其他串行通信协议，SPI接口的硬件连接更为简单，仅需四条信号线。

全双工通信：SPI接口支持同时进行数据的发送和接收。

10.1.3SPI接口的应用

SPI接口广泛应用于各种单片机系统中，常见的应用包括：

传感器通信：如ADC、温度传感器、加速度传感器等。

外设通信：如LCD显示屏、SD卡、RFID读卡器等。

存储设备通信：如EEPROM、Flash存储器等。

10.2ArduinoNano33IoT的SPI接口

10.2.1硬件连接

ArduinoNano33IoT上的SPI接口引脚如下：

MISO：引脚12

MOSI：引脚11

SCK：引脚13

SS：引脚10（默认从设备选择线）

10.2.2SPI库的使用

Arduino提供了标准的SPI库，用于简化SPI通信的编程。以下是一些常用的库函数：

SPI.begin()：初始化SPI通信。

SPI.beginTransaction()：开始一个SPI事务，设置通信参数。

SPI.transfer()：发送和接收一个字节的数据。

SPI.endTransaction()：结束一个SPI事务。

SPI.end()：结束SPI通信。

10.2.3示例代码：读取ADC值

假设我们要使用SPI接口读取一个ADC（模数转换器）的值。我们将使用一个常见的ADC芯片，例如MCP3008，来演示如何通过SPI接口进行通信。

首先，我们需要连接MCP3008和ArduinoNano33IoT。连接如下：

MCP3008的MISO连接到Arduino的引脚12

MCP3008的MOSI连接到Arduino的引脚11

MCP3008的SCK连接到Arduino的引脚13

MCP3008的CS连接到Arduino的引脚10

MCP3008的VDD和VREF连接到Arduino的5V

MCP3008的GND连接到Arduino的GND

10.2.4代码示例

#includeSPI.h

//定义MCP3008的CS引脚

constintchipSelect=10;

voidsetup(){

//初始化SPI通信

SPI.begin();

//设置CS引脚为输出模式

pinMode(chipSelect,OUTPUT);

//初始化串口通信，用于调试和显示结果

Serial.begin(9600);

}

voidloop(){

//读取ADC通道0的值

intadcValue=readADC(0);

//通过串口打印ADC值

Serial.println(adcValue);

//延时1秒

delay(1000);

}

//读取MCP3008指定通道的ADC值

intreadADC(intchannel){

//确保channel在0-7之间

if(channel7){

return0;

}

//选择从设备

digitalWrite(chipSelect,LOW);

//开始一个SPI事务，设置通信参数

SPI.beginTransaction(SPISettings(1000000,MSBFIRST,SPI_MODE0));

//发送命令字节，格式|1|单/差分|000|最后一个1

//例如，读取通道0的单端模式，命令字节为0

intcommandByte=0|(channel4);

//发送命令字节

SPI.transfer(commandByte