SPI、SSI、BISS 常见问题全解析

在工业自动化及众多电子设备领域，SPI、SSI、BISS 作为常用的数据输出方式，承担着设备间数据传输与通信的重要职责。了解它们的工作原理、相同点、不同点以及相关配置等问题，对于工程师们优化系统设计、保障设备稳定运行至关重要。下面，我们将为您全面解析 SPI、SSI、BISS 的常见问题。

一、工作原理大揭秘

SPI（Serial Peripheral Interface）采用主从模式进行通信。其引脚定义如下：

*CS（片选信号）：当该信号被拉低时，编码器进入工作状态，使得 SPI 编码器可被通讯读取；读取完成后，CS 信号需拉高。

*CLK (时钟信号)：作为一个振荡信号，CLK 精确告知接收端在何时对数据线上的信号进行采样，确保数据传输的准确性。

*DO (数据信号)：数据在每个时钟周期内一位一位地传输，常见的数据传输位数为 10 位或 12 位。

SSI（Synchronous Serial Interface）通信时，时钟信号可由主机或从机提供。数据在 CLK 的每个周期内一位一位地传输，当一个数据帧传输完成后，主机或从机可继续发送下一个数据帧，实现连续的数据传输。

BISS（Bidirectional Synchronous Serial Interface）同样由主机提供时钟信号。在 CLK 的每个周期内，主机和从机相互交换数据位，并且其数据传输不仅包含常规数据帧，还可以涵盖控制命令，丰富了通信的功能性。

一、相同点剖析

尽管 SPI、SSI、BISS 在诸多方面存在差异，但在以下几点上具有共性：

*数据采集：三者均在时钟信号的上升沿开始进行数据采集，保证了数据采集时刻的一致性。

*数据内容顺序：数据传输时均遵循高位在前，低位在后的顺序，便于接收端按统一规则解析数据。

*掉电记忆功能：这三种输出方式均具备掉电记忆特性，意味着在设备断电后，其相关配置及部分重要数据能够得以保存，待恢复供电时可迅速恢复至断电前的状态，保障了系统运行的连贯性。

三、不同点对比

SPI、SSI、BISS 在多个关键参数及特性上存在明显不同，具体如下：

常见问题	SPI	SSI	BISS
时钟	1M 以下	50k ~ 5M	50k ~ 10M
数据格式	10 + 6/12 + 6	MT + ST	3 + MT + ST + 2 + 6
时序图
多圈位计算	无	2 的幂次方取大	2 的幂次方取大
编码类型	二进制	二进制 / 格雷码	二进制 / 格雷码
单稳态时间	大于 500NS	小于 20US	小于 20US
是否差分信号	否	是	是
电平 /接口标准	TTL	RS422（两路差分）	RS422（两路差分）
功能线	无	置零，置中，切换方向	置零，置中，切换方向
主站	单片机	PLC，单片机等	PLC，单片机等
从站	多个	一个	一个
供电	DC5V	DC5 ~ 24V	DC5 ~ 24V

这些不同点决定了它们各自适用于不同的应用场景，工程师们需根据实际需求合理选用。

SPI时序图

SSI时序图

BISS时序图

四、常用配置参数详解

在实际应用中，对 SPI、SSI、BISS 进行配置时，常涉及以下参数：

*编码类型：可选择二进制或格雷码，不同编码类型在数据传输的抗干扰性及误码处理等方面存在差异。

*传输率（时钟）：决定了数据传输的速度，需根据设备性能及系统对实时性的要求进行设置。

*帧长度（总帧长度）：关系到一次传输的数据量大小，影响传输效率及数据完整性。

*单转步数（分辨率）：体现了编码器对位置或角度测量的精度，分辨率越高，测量越精确。

*转数（圈数）：对于多圈编码器，该参数用于记录设备转动的圈数。

五、配置界面展示

为了帮助用户更便捷地进行 SPI、SSI、BISS 相关设备的配置，众多厂商提供了直观的配置界面。例如：

*信捷 PLC

其配置界面简洁明了，用户可轻松对相关参数进行设置与调整。

*西门子 1500

具备功能丰富的配置界面，满足不同用户对复杂系统的配置需求。

*变频器：通过特定的配置界面，可实现对 SPI、SSI、BISS 在电机控制等方面的参数配置。

*elmo 驱动器：配置界面专为驱动器相关功能设计，方便用户进行精准配置。

六、公式计算

在实际应用中，常需根据编码器的编码值计算角度或长度，计算公式如下：

*角度：角度 = 编码值 * 360 / 分辨率，该公式可用于计算设备旋转的角度。

*长度：长度 = 编码值 * 轮周长 / 分辨率，适用于通过编码器测量直线运动的长度场景。

通过对 SPI、SSI、BISS 常见问题的全面解析，希望能为广大工程师及相关技术人员在设备选型、系统设计及日常运维中提供有力的参考，助力打造更高效、稳定的工业自动化及电子设备系统。