SPI通信协议接口概述

一、 spi的概述

SPI是串行外设接口（Serial Peripheral Interface）的缩写，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，它是由Motorola公司推出，用来在微控制器和外围设备芯片之间实现数据交换的低成本、易使用的接口。SPI总线为同步串行数据传输总线，用于单片机的外围拓展。spi利用时钟线对数据位进行同步，时钟的上升沿或下降沿锁存数据，来自主机或从机的数据在时钟上升沿或下降沿同步，主机和从机可以同时传输数据。

二、 spi的配置

spi可以是三线式的也可以是四线式的

1、三线制半双工SPI可以分时收发

SCLK串行时钟

CS或SS外设片选或从机选择

DIO数据线，输入与输出共用

2、四线制全双工SPI可同时收发

MISO主机输入/从机输出

MOSI主机输出/从机输入

SCLK串行时钟

CS/SS外设片选或从机选择

来自主机的片选信号CS是从芯片是否被主芯片选中的控制信号，这通常式一个低电平有效，拉高时从机与SPI总线断开连接，当使用多个从机时，主机需要为每个从机提供单独的片选信号，产生时钟信号的器件称为主机

三、 spi的数据传输

通讯是通过数据交换完成的，这里先要知道SPI是串行通讯协议，也就是说数据是一位一位的传输的。这就是SCLK时钟线存在的原因，由SCLK提供时钟脉冲，SDI，SDO则基于此脉冲完成数据传输。数据输出通过 SDO线，数据在时钟上升沿或下降沿时改变，在紧接着的下降沿或上升沿被读取。完成一位数据传输，输入也使用同样原理。因此，至少需要8次时钟信号的改变（上沿和下沿为一次），才能完成8位数据的传输。（源自百度百科）

四、时钟极性和时钟相位

在spi的概述中我们讲spi利用时钟线对数据位进行同步，时钟的上升沿或下降沿锁存数据，那么主机就需要根据从机的要求去选择时钟极性和时钟相位。根据CPOL和CPHA位的选择，有四种SPI模式可用。

CKPOL (Clock Polarity) （时钟）极性：SPI空闲时的时钟信号电平（1高电平，0低电平）

CKPHA (Clock Phase) （时钟）相位：SPI在时钟的第几个边沿采样（1第二个边沿开始，0第一个边沿开始）