{"id":2208,"date":"2022-05-06T10:12:28","date_gmt":"2022-05-06T10:12:28","guid":{"rendered":"https:\/\/picockpit.com\/raspberry-pi\/?p=2208"},"modified":"2023-09-18T13:52:24","modified_gmt":"2023-09-18T13:52:24","slug":"spi-the-serial-peripheral-interface","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/picockpit.com\/raspberry-pi\/de\/spi-die-serielle-peripherie-schnittstelle\/","title":{"rendered":"SPI - Die serielle Peripherieschnittstelle"},"content":{"rendered":"
\"Alles<\/figure>\n\n\n\n

SPI bedeutet Serielle Peripherie-Schnittstelle. Mit SPI kann man rasend schnell Daten zwischen zwei Ger\u00e4ten austauschen. Und man braucht nur vier Dr\u00e4hte.<\/p>\n\n\n\n\n\n

SPI-Eigenschaften<\/h2>\n\n\n\n

Die serielle Peripherieschnittstelle ist eine synchrone Kommunikationsschnittstelle f\u00fcr kurze Entfernungen. Synchron bedeutet, dass die Daten in Form von Bl\u00f6cken oder Frames gesendet werden und die beiden Ger\u00e4te durch einen Taktgeber synchronisiert werden. Da es sich um eine serielle Schnittstelle handelt, senden die Ger\u00e4te ein Bit nach dem anderen (im Gegensatz zur parallelen Kommunikation). Eines der Ger\u00e4te ist der \"Master\" und gibt den Takt vor. Das andere Ger\u00e4t ist der \"Slave\". Normalerweise erfolgt die Kommunikation im Vollduplex-Modus. Daher k\u00f6nnen beide Ger\u00e4te Daten senden, sogar gleichzeitig.<\/p>\n\n\n

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\"SPI-Eigenschaften\"
SPI-Eigenschaften<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Verkabelung<\/h2>\n\n\n\n

F\u00fcr die Verbindung werden nur vier Dr\u00e4hte ben\u00f6tigt, so dass sie sehr einfach einzurichten ist.<\/p>\n\n\n

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\"SPI-Verdrahtung\"
SPI-Verdrahtung<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

F\u00fcr eine SPI-Verbindung werden vier Pins ben\u00f6tigt: der serielle Takt (SCL oder SCLK), der Master-Output-Slave-Input (MOSI), der Master-Input-Slave-Output (MISO) und der Chip Select- oder Slave Select-Pin (CS oder SS).<\/p>\n\n\n\n

Verbinden Sie die entsprechenden Pins an den Master- und Slave-Ger\u00e4ten.<\/p>\n\n\n\n

Ein Master-Ger\u00e4t kann sich mit mehreren Slave-Ger\u00e4ten verbinden, solange es \u00fcber gen\u00fcgend Chip-Select-Pins verf\u00fcgt. Der Master steuert, welches Slave-Ger\u00e4t die Daten erh\u00e4lt, indem er den entsprechenden Chip-Select-Pin auf LOW oder HIGH setzt.<\/p>\n\n\n\n

Der Raspberry Pi 4 hat 7 SPI-Busse. Wenn Sie wissen m\u00f6chten, wie man auf die SPI-Busse 1 bis 6 zugreift, dann hinterlassen Sie einen Kommentar unten.<\/p>\n\n\n\n

Werfen wir einen Blick auf die SPI-Bus 0<\/a>.<\/p>\n\n\n

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\"Raspberry
Raspberry Pi Pinbelegung<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Wie Sie in der Abbildung sehen k\u00f6nnen Pinout-Grafik<\/a> \u00fcber Pin 23 ist der SCLK-Pin des Raspberry Pi. MISO ist Pin 21 und MOSI ist Pin 19. Der Bus 0 hat zwei CS-Pins, n\u00e4mlich die Pins 24 und 26.<\/p>\n\n\n\n

Wenn Sie den Bus 0 verwenden m\u00f6chten, m\u00fcssen Sie ihn zuerst aktivieren.<\/p>\n\n\n\n

sudo raspi-config<\/code><\/pre>\n\n\n\n
W\u00e4hlen Sie dann 3 Schnittstellenoptionen<\/strong> und klicken Sie I4 SPI<\/strong>. Zum Schluss dr\u00fccken Ja<\/strong> und Ok<\/strong> um SPI zu aktivieren.<\/p>\n\n\n\n
SPI-Modi<\/h2>\n\n\n\n
Es gibt vier verschiedene Daten\u00fcbertragungsmodi, die Sie kennen sollten. Sie unterscheiden sich in der Taktpolarit\u00e4t und der Taktphase.<\/p>\n\n\n\n
\"SPI-Modi\"
SPI-Modi<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
Beide k\u00f6nnen entweder 0 oder 1 sein. Was die Taktpolarit\u00e4t betrifft, so bedeutet eine 0 einen LOW-Ruhezustand und eine 1 einen HIGH-Ruhezustand. Eine Taktphase von 0 bedeutet, dass die Daten mit der fallenden Flanke gesendet werden, w\u00e4hrend eine 1 bedeutet, dass die Daten mit der steigenden Flanke gesendet werden. Bevor sie Daten senden k\u00f6nnen, m\u00fcssen sich Master und Slave auf einen der vier Modi einigen.<\/p>\n\n\n\n
Vorteile<\/h2>\n\n\n\n
Die gr\u00f6\u00dften Vorteile sind die hohe Geschwindigkeit, die einfache Einrichtung von Hard- und Software und der geringe Energiebedarf.<\/p>\n\n\n
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\"Vorteile\"
Vorteile<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n
Benachteiligungen<\/h2>\n\n\n\n
Die serielle Peripherieschnittstelle ist in Bezug auf Reichweite und Anzahl der Ger\u00e4te nicht wirklich erweiterbar, da der Master f\u00fcr jedes Ger\u00e4t einen Chip Select Pin ben\u00f6tigt. Au\u00dferdem gibt es keine Hardware-Slave-Best\u00e4tigung, so dass der Master nicht wei\u00df, ob die Daten von jemandem empfangen wurden.<\/p>\n\n\n
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\"Benachteiligungen\"
Benachteiligungen<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n
Anwendungsf\u00e4lle<\/h2>\n\n\n\n
Die meisten SPI-Ger\u00e4te sind eingebettete Ger\u00e4te oder LCD-Displays<\/a>. Im Allgemeinen wird es in Bereichen eingesetzt, in denen wenige Ger\u00e4te und eine schnelle Daten\u00fcbertragung erforderlich sind.<\/p>\n\n\n\n
Es erm\u00f6glicht dem Raspberry Pi, alle Arten von Schnittstellen Sensoren und Ger\u00e4te<\/a>. Fast alle Raspberry Pi kompatiblen Ger\u00e4te verwenden die SPI- oder I2C-Schnittstelle.<\/p>\n\n\n\n
SD-Karten verwenden ebenfalls die SPI-Schnittstelle, so dass sogar der SD-Kartenleser auf dem Raspberry Pi einige interne MISO- und MOSI-Pins hat.<\/p>\n