一、先决知识
（1）理解并知道移位寄存器如何工作
二、SPI概述
SPI(serial Peripheral Interface 串行片上（外围）设备接口)是由摩托罗拉公司研发的。SPI器件可以工作在全双工或半双工的模式下，在短距离内实现数据的高速传输（并没有规定速度限制，由硬件和软件决定）。
三、SPI的关键特性
（1）读/写全双工
（2）采用主从结构（一般只有一个主设备）
（3）SPI总线
时序极性（CPOL）,时序相位（CPHA）,频率可配置
（4）传输位数可配置（即一个通讯周期的传输bit可配置）
1、SPI的优点
（1）相比于IIC，UART等，传输协议比较简单
（2）是最快的串行通信接口之一
（3）支持全双工传输
2、SPI缺点
（1）占用多根线路引脚（x+3,x表示设备数量）
（2）没有硬件的流控制
（3）从机没有确认信号
（4）易被尖峰脉冲干扰
四、物理结构
（1）连接模型
(2）内部结构模型
接口定义：
MISO: Master input slave output(主入从出) /或称为SDI() 主设备输入接从设备输出
MOSI: Master output slave input(主出从入) /或称为 SDO 主设备的输出接从设备的输入
CS(SS):chip select (slave selec) 选择从器件
SCLK:(slave clock) 从设备时钟信号（由主设备提供和控制）
从内部结构可以知道，两个移位寄存器形成了一个回路，故可以知道，有输出必定会有输入.
（3）传输模型和时序
传输模型
工作模式
SPI的工作模式有4中，工作模式的区别是：什么时候对输入数据采样，什么时候输出数据，相关参数是CPOL,CPHA，其中CPHA起决定性作用
CPOL:clock polarity (时钟闲时属性，即不在采样时刻的电平)
CPHA:clock phase (时钟相位，即什么时候采样，什么时候输出)
其他相关名词（在工程具体配置中会见到）
leading edge(前跳变沿),trailing edge（后跳变沿）与跳变方向无关
模式0（MODE 0）
(1) CLK闲时是低电平
（2) 数据在上升沿到来时（前）必须是可靠的（可采集的）
(3) 在CLK高电平时，MISO 和MOSI的数据必须保持不变
(4) 数据在下降沿和低电平时可改变
(5) 一个CLK内数据在第一个跳变（0->1）中输入（采集），第二个跳变（1->0）中输出
模式1（MODE1）
（1) CLK闲时是低电平
（2) 上升沿可以用来准备数据（即传输）
（3) 在CLK低电平时，MISO 和MOSI的数据必须保持不变
(4)
数据在上升沿和高电平时可改变
(5) 一个CLK内数据在第一个跳变（0->1）中输出，第二个跳变（1->0）中输入
模式2(MODE2)
（1) CLK闲时是高电平
（2) 上升沿可以用来准备数据（即传输），下降沿到来时必须保证数据可靠
（3) 在CLK低电平时，MISO 和MOSI的数据必须保持不变
(4)
数据在上升沿和高电平时可改变
(5) 一个CLK内数据在第一个跳变（1->0）中输入2，第二个跳变（0->1）中输出
模式3(MODE3)
（1) CLK闲时是高电平
（2) 下降沿可以用来准备数据（即传输）
（3) 在CLK高电平时，MISO 和MOSI的数据必须保持不变
(4)
数据在下降沿和低电平时可改变（即传送给对方，对方在上升沿采集）
(5) 一个CLK内数据在第一个跳变（1->0）中输出，第二个跳变（0->1）中输入
具体数据交换（以模式1为例子）
CLK
主机buff 从机buff
---------------------------------------------------
0 0 10 1 01010 01010101
---------------------------------------------------
1 0--1 0101010x 0 1010101x 1
---------------------------------------------------
0 0 10 1 01010 01010101
---------------------------------------------------
1 0--1 0101010x 0 1010101x 1
1--0 01010100
10101011
---------------------------------------------------
2 0--1 1010100x 1 010101 1 x 0
1--0 10101001 01010110
---------------------------------------------------
3 0--1 0101001x 0 1010110x 1
1--0 01010010 10101101
---------------------------------------------------
4 0--1 1010010x 1 0101101x 0
1--0 10100101 01011010
---------------------------------------------------
....
---------------------------------------------------
2 0--1 1010100x 1 010101 1 x 0
1--0 10101001 01010110
---------------------------------------------------
3 0--1 0101001x 0 1010110x 1
1--0 01010010 10101101
---------------------------------------------------
4 0--1 1010010x 1 0101101x 0
1--0 10100101 01011010
---------------------------------------------------
....
0--1 表示上升沿 1--0 表示下降沿
补充：
LSB：Least significat Bit (最小权重位，即低位)
MSB: most significat Bit （最大权重位，即高位）