简述SPI通信协议-01

What is SPI？

SPI：Serial Peripheral interface 串行外围设备接口。

SPI是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线。

SPI 接口一般使用 4 条线通信：

MISO ：主设备数据输入，从设备数据输出。

MOSI ：主设备数据输出，从设备数据输入。

SCLK ：时钟信号，由主设备产生。

CS     ：从设备片选信号，由主设备控制。

CPOL极性

SPI的CPOL，表示当SCLK空闲idle的时候，其电平的值是低电平0还是高电平1：

CPOL=0，时钟空闲idle时候的电平是低电平，所以当SCLK有效的时候，就是高电平，就是所谓的active-high；

CPOL=1，时钟空闲idle时候的电平是高电平，所以当SCLK有效的时候，就是低电平，就是所谓的active-low；

CPHA相位

CPHA=0，表示第一个边沿：

对于CPOL=0，idle时候的是低电平，第一个边沿就是从低变到高，所以是上升沿；

对于CPOL=1，idle时候的是高电平，第一个边沿就是从高变到低，所以是下降沿；

CPHA=1，表示第二个边沿：

对于CPOL=0，idle时候的是低电平，第二个边沿就是从高变到低，所以是下降沿；

对于CPOL=1，idle时候的是高电平，第一个边沿就是从低变到高，所以是上升沿；

上升沿发送、下降沿接收、高位先发送；

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；

 

• 硬件上为4根线；

• 主机和从机都有一个串行移位寄存器，主机通过向它的SPI串行寄存器写入一个字节来发起一次传输；

• 串行移位寄存器通过MOSI信号线将字节传送给从机，同时从机也将自己的串行移位寄存器中的内容通过MISO信号线返回给主机。这样，两个移位寄存器中的内容就被交换；

• 外设的写操作和读操作是同步完成的。如果只进行写操作，主机只需忽略接收到的字节；反之，若主机要读取从机的一个字节，就必须发送一个空字节来引发从机的传输。

STM32的SPI接口-SPI接口的框图

 

STM32的SPI接口通过4个引脚与外部器件相连，与标准的SPI协议是一致的：

MISO：主设备输入/从设备输出引脚。该引脚在从模式下发送数据，在主模式下接收数据；

MOSI：主设备输出/从设备输入引脚。该引脚在主模式下发送数据，在从模式下接收数据；

SCK：串口时钟，作为主设备的输入，从设备的输入；

NSS：从设备选择。这是一个可选的引脚，用来选择主/从设备。它的功能是用来作为“片选引脚”，让主设备可以单独地与特定从设备通讯，避免数据线上的冲突。