Digitale Hardwareschnittstellen Teil 2: SPI

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Aus ELVjournal 01/2017     0 Kommentare
 Digitale Hardwareschnittstellen Teil 2: SPI

Inhalt des Fachbeitrags

  • Schieberegister
  • Prinzip der SPI-Schnittstelle
  • 3-Achsen-Bewegungssensor
  • SPI-WS2812-Schnittstelle
  • Fazit
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Die von Motorola entwickelte SPI-Schnittstelle findet im Mikrocontrollerbereich sehr oft Verwendung. SPI steht für „Serial Periphal Interface“, also serielle Peripherie-Schnittstelle. SPI ist eine synchrone serielle Schnittstelle, was bedeutet, dass es einen Takt gibt (synchron) und die Bits hintereinander (seriell) übertragen werden. Da die SPI-Frequenz bis in den Megahertz-Bereich gehen kann und die Daten gleichzeitig in beide Richtungen übertragen werden, ist SPI für sehr schnelle Datenübertragungen geeignet. Typische Module, die mit SPI angesteuert werden, sind EEPROM-Bausteine, Digital-analog-Wandler, Analog-digital- Wandler, SD-Karten, Displays, Beschleunigungssensoren oder Echtzeituhren.

Schieberegister

Die SPI-Schnittstelle funktioniert nach dem Schieberegisterprinzip. Ein Schieberegister ist ein elektronischer Baustein, bei dem Speicherzellen in Reihe geschaltet sind. Jede Speicherzelle kann den Inhalt 1 oder 0 haben. Die Inhalte der Speicherzellen können synchron zu einem Taktsignal von einer Speicherzelle zur nächsten weitergeschoben werden. Ein klassisches Schieberegister ist das Schieberegister 74HC595 (Best.-Nr. CL-11 37 21, CL-00 47 52). In Bild 1 sieht man die Speicherzellen mit der Darstellung der exemplarischen Inhalte im oberen Teil des blau umrandeten Rahmens.

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