概述：

我正在使用 SPI 在 3 个带有 dspic33 的定制 pcb 板之间进行通信。我有一个主人和两个奴隶，但我向两个奴隶发送相同的数据（并让他们选择要注意的内容）。

硬件设置：

两个从机内置 BLDC 电机控制器，主机通过 SPI 控制这些电机控制器。电线从主机到每个从机大约 3 英尺，接头是典型的 0.1 英寸间距通孔 SAMTECH 接头。每个电机控制器都有自己的 3.3 伏调节器，用于运行 dsPIC/LV 电子设备。我使用一个电机控制器调节器（我们称他为 A）也为 SPI 主 DSPIC 供电。对于另一个电机控制器（我们称他为 B），我只是运行 SPI 线路并从主控制器接地。SPI clk 以 100KHz 运行

切入正题（最后）：

没有电机运行，这一切都很好，所有数据都按预期通过两个从站。但是，当我启动电机时，Bslave 不再获得正确的数据。他要么拿起额外的时钟，要么放下它们，我想对额外的噪音做些什么。无论如何，他的校验和开始失败。无论如何，Aslave 都像冠军一样工作。

1) 您是否认为所有这些设备都需要使用相同的 3.3 伏电源？如果是这样，您能否通过谈论更长的电感回路和诸如此类的黑魔法来说服我。

2) 对于我能以多快的速度运行 SPI clk 并通过上述硬件设置取得成功，您有什么经验法则吗？

4个回答

我已经从一个盒子到另一个盒子运行了大约 5m 的 SPI（2MHz 时钟），我毫不犹豫地将时钟和数据设计为平衡输出。两者之间的（定制）电缆也在数据和时钟上使用双绞线和屏幕。

我还通过 DC-DC 转换器向远程盒发送隔离电源。我没有足够的时间把这个弄错，所以我的解决方案可能是一种矫枉过正，但嘿，它奏效了。我做出这个决定的原因是我不希望双绞线的屏幕上出现“电流消耗”峰值。屏幕在 PC 发送端没有接地。将数字信号视为珍贵的模拟信号以获得最佳性能 - 始终在接收端终止您的屏幕，如果您必须（无论出于何种原因）不情愿地（以及）在发送端终止。

它用于将 128 通道的低速模拟信号从 PC 传输到分线盒。我怀疑，如果我需要，我可以在 20MHz 时钟下运行它。

SPI 与任何其他电气接口没有什么不同。注意通常的信号完整性问题（屏蔽、环路面积、阻抗、信号端接等），您可以在合理的距离内运行它。什么是合理的距离，这取决于你用它做什么，以及你对各种因素的控制能力如何。

你能跑3英尺吗？当然。你应该？好吧，有更好的东西可以使用。正如其他人所指出的，RS-4xx 可以很好地工作。您也可以运行 SPI，但使用 RS-4xx 等电缆上的差分信号。这将消耗更多的电线，但这些都是休息时间。您也可以使用 UART 等进行普通 RS-485。

我个人在机箱内以高达 32 MHz 的速率在 1 英尺电缆上运行 SPI，没有任何问题。我还在高 EMI 环境中以 100 KHz 的频率在 4 英尺上运行 I2C，而 SPI 比 I2C 好得多——所以可以做到。但是如果你不注意细节，那么你很容易遇到问题。但老实说，无论您使用什么，您都需要注意细节。

仔细考虑您的接地方案。如果有帮助，请屏蔽数据线，并将屏蔽正确接地。不要在同一对双绞线上运行数据和时钟。如果需要，请使用电流隔离。除此之外，没有我知道的经验法则。

SPI 设计用于 (1) 短距离通信，通常在一个 PCB 内和 (2) 在没有太多 EMI 的环境中。也许，在存在 EMI 时性能比 SPI 差的唯一总线是 I ² C 和 1-wire。有些总线设计用于在 EMI（RS-485、CAN、以太网）存在的情况下进行远程通信。

可以扩展和加固 SPI。这是一个应用笔记，它显示了带有差分线的 SPI 总线。

有几种方法可以最大限度地减少噪声对信号线的影响。最简单的方法是布线铜平面或与信号走线相邻的铜走线。这最大限度地减少了走线和环路面积的电感。

在高频下，返回电流喜欢在信号线本身附近运行阻抗最小的路径。我假设您的电路之间有一个公共接地，但是如果您的公共接地只是电路之间的“电源”接地连接，这可能会导致高频信号问题。这将导致信号电流的环路面积非常大，这可能会由于杂散磁耦合而导致大量噪声注入。

如果可以的话，在与 SPI 信号线相邻的接地之间连接一个额外的接地连接，此外还要保持铜接地层或走线与电路板内部的线路相邻。它可能会对您的电路对电机的敏感程度产生重大影响。

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