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第六课：SPI通信 - 高速数据传输

📌 学习目标​

  1. 理解什么是 SPI 协议
  2. 了解 SPI 的硬件连接
  3. 理解 SPI 与 I2C 的区别
  4. 学会使用 SPI 设备

🎯 什么是 SPI？​

SPI = Serial Peripheral Interface = 串行外设接口

形象的比喻​

想象一个会议室：

  • 主机 = 主持人
  • 从机 = 参会者（可以多个）
  • MOSI = 主持人说的话
  • MISO = 参会者的回答
  • SCLK = 会议节奏
  • CS = 点名：叫到谁，谁才说话

🔌 SPI 的硬件连接​

需要 4 条线：

线名全称功能
SCLKSerial Clock时钟线
MOSIMaster Out Slave In主机输出，从机输入
MISOMaster In Slave Out主机输入，从机输出
CSChip Select片选（选择要通信的设备）

连接示意图​

单片机          SD卡          OLED屏
  │             │             │
  ├─ SCLK ──────┼─ SCLK ─────┤
  ├─ MOSI ──────┼─ MOSI ─────┤
  ├─ MISO ──────┼─ MISO ─────┤
  ├─ CS1  ──────┤             │
  └─ CS2  ────────────────────┤

📊 SPI 与 I2C 对比​

特性I2CSPI
所需线数2条4条
设备地址有（7位/10位）无（用CS）
速度较慢（通常400kHz）较快（可达几MHz）
通信方式半双工全双工
多设备共用地址每个设备独立CS
复杂度稍复杂简单

🎯 什么时候用 SPI？​

适合用 SPI 的场景：​

  1. 需要高速传输：比如读取大量数据
  2. SD卡/W25Q存储：高速读写
  3. 显示屏：快速刷新屏幕

适合用 I2C 的场景：​

  1. 节省引脚：引脚不够用
  2. 很多传感器：温度、湿度、光线等
  3. 低速设备：不需要很高的速度

🔧 JoyKit 中的 SPI 设备​

JoyKit 上常用的 SPI 设备：

设备用途
W25Q32Flash存储器（存储数据、图片）
4.3寸LCD主屏幕显示
OLED辅助显示屏

🔬 课堂演示：比较 I2C 和 SPI​

演示目标​

感受 I2C 和 SPI 的不同特点。

对比项I2C传感器SPI屏幕
线数少多
速度慢快
用途读数据写显示

💡 记忆口诀​

协议特点
I2C线少、有地址、适合传感器
SPI线多、速度快、适合屏幕

🎉 小结​

今天我们学到了：

  • ✅ SPI 是串行外设接口
  • ✅ 需要 4 条线：SCLK、MOSI、MISO、CS
  • ✅ SPI 速度比 I2C 快
  • ✅ I2C 适合传感器，SPI 适合屏幕/存储
  • ✅ JoyKit 有多个 SPI 设备

下一课将是综合实战项目，把前面学的都用起来！