【嵌入式】IIC和SPI的比较

SPI和IIC

对SPI和IIC进行总结

二者的对比

特点	SPI	IIC
线数	4线	2线
通信类型	全双工	半双工
拓扑结构	主从式，片选一对一	主从式，地址寻址，一对多
速度	快	慢

时序

对于两种协议，最大的区别在于：

• 开启关闭条件
• 动作时间点和相位
• 数据格式

开启条件

SPI: CS↓ -> 后续的两个时钟边沿是两条数据变化和读取的时间点

图1: CS下降后，数据在SCK上升沿被采样。(CPOL=0, CPHA=0)

图2: CS下降后，数据在SCK下降沿被采样。(CPOL=1, CPHA=1)

IIC: 当SCL为高电平时 SDA↓ -> 紧接着SCL下降，在SCL为低电平的半个周期内SDA完成数据的跳变。

图3: SDA↓触发，脉冲谷跳变数据

关闭条件

SPI：CS↑

IIC: 在当SCK为高电平时 SDA↑

动作时间点和相位

SPI: 两个数据线总是在SCL边沿进行跳变和数据锁存

IIC: SDA在SCL脉冲谷进行跳变，SCL上升沿锁存数据，脉冲顶SDA保持不变

整体来看，SPI的SCL与数据线相差半个时钟周期的相位，IIC则为同相

数据格式

SPI通过CS指定外设，并在首帧数据中发送访问地址，该地址中最高位通常包含R/W位。传输多帧数据时，中间无确认位。

IIC通过一个握手过程与外设建立通信，对于读和写有不同的时序。在这里，将IIC的数据分为3种，每帧数据8+1位（包括ACK），结构如下：

• 外设片选地址：[7<-device addr->1, R/W, ACK]
• 寄存器地址：[7<-reg addr->0, ACK]
• 数据：[7<-data->0, ACK]
• STOP: SCL高电平时, SDA↑
• START: SCL高电平时, SDA↓

读和写的时序如下：

• 写：START -> 外设片选地址 -> 寄存器地址 -> 数据 -> … -> STOP
• 读：START -> 外设片选地址 -> 寄存器地址 -> Repeat Start -> 外设片选地址 -> 数据 -> … -> STOP

可以看到，IIC是更复杂的。