SPI总线的4种工作模式

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    SPI 接口的全称是 "Serial Peripheral Interface", 意为串行外围接口 , 是 Motorola 首先在其 MC68HCXX 系列处理器上定义的。 SPI 接口主要应用在 EEPROM,FLASH, 实时时钟 ,AD 转换器 , 还有数字信号处理器和数字信号解码器之间。

    SPI接口是在CPU和外围低速器件之间进行同步串行数据传输,在主器件的移位脉冲下,数据按位传输,高位在前,地位在后,为全双工通信,数据传输速度总体来说比I2C总线要快,速度最高可达到5Mbps。

     SPI接口是以主从方式工作的,这种模式通常有一个主器件和一个或多个从器件,其接口包括以下四种信号：

（1）MOSI– 主器件数据输出,从器件数据输入
（2）MISO– 主器件数据输入,从器件数据输出
（3）SCLK– 时钟信号,由主器件产生
（4）/SS  – 从器件使能信号,由主器件控制

    在点对点的通信中,SPI接口不需要进行寻址操作,且为全双工通信,显得简单高效。在多个从器件的系统中,每个从器件需要独立的使能信号,硬件上比I2C系统要稍微复杂一些。

SPI模块为了和外设进行数据交换，根据外设工作要求，其输出串行同步时钟极性和相位可以进行配置，时钟极性（CPOL）对传输协议没有重大的影响。 如果CPOL=0，串行同步时钟的空闲状态为低电平；如果CPOL=1，串行同步时钟的空闲状态为高电平。 时钟相位（CPHA）能够配置用于选择两种不同的传输协议之一进行数据传输。如果CPHA=0，在串行同步时钟的第一个跳变沿（上升或下降）数据被采样；如果CPHA=1，在串行同步时钟的第二个跳变沿（上升或下降）数据被采样。SPI主模块和与之通信的外设备时钟相位和极性应该一致。SPI主模块和与之通信的外设备时钟相位和极性应该一致。个人理解这句话有2层意思： 其一，主设备SPI时钟和极性的配置应该由外设来决定；其二，二者的配置应该保持一致，即主设备的SDO同从设备的SDO配置一致，主设备的SDI同从设备的SDI配置一致。因为主从设备是在SCLK的控制下，同时发送和接收数据，并通过2个双向移位寄存器来交换数据。SPI接口时序如图3、图4所示。

最后 ,SPI 接口的一个缺点：没有指定的流控制 , 没有应答机制确认是否接收到数据。

4种模式为 4种时钟设置，一个设置是时钟空闲时在高或者低的状态，另一个设置数据是在时钟的上升沿或下降沿锁存；