SPI协议总结

一.SPI协议简介

SPI协议是由摩托罗拉公司提出的通讯协议(Serial Peripheral Interface)，即串行外围设备接口，是一种高速全双工的通信总线。它被广泛地使用在要求通讯速率较高的场合

二.SPI接口的四线

• SS：从设备选择信号线，常称为片选信号线，也称为NSS、CS，每个从设备都有独立的这一条SS信号线，有多少个从设备，就有多少条片选信号线。SPI协议使用SS信号线来寻址，当主机要选中从设备时，把该从设备的SS信号线设置为低电平，该从设备即被选中，接着主机开始与被选中的从设备进行SPI通讯。所以SPI通讯以SS线置低电平为开始信号，以SS线被拉高作为结束信号
• SCK (Serial Clock)：时钟信号线，用于通讯数据同步，由主机产生，决定了通讯的速率，不同的设备支持的最高时钟频率不一样，两个设备之间通讯时，通讯速率受限于低速设备
• MOSI (Master Output， Slave Input)：主设备输出/从设备输入引脚，这条线上数据的方向为主机到从机
• MISO(Master Input,，Slave Output)：主设备输入/从设备输出引脚，即在这条线上数据的方向为从机到主机

三.SPI接口的通讯时序

标号1处，NSS信号线由高变低，是SPI通讯的起始信号。NSS是每个从机各自独占的信号线，当从机检在自己的NSS线检测到起始信号后，就知道自己被主机选中了，开始准备与主机通讯

标号6处，NSS信号由低变高，是SPI通讯的停止信号，表示本次通讯结束

SPI使用MOSI及MISO信号线来传输数据，使用SCK信号线进行数据同步。MOSI及MISO数据线在SCK的每个时钟周期传输一位数据，且数据输入输出是同时进行的

四.SPI的时钟极性与时钟相位

• 时钟极性CPOL是指SPI通讯设备处于空闲状态时，SCK信号线的电平信号(即SPI通讯开始前、 NSS线为高电平时SCK的状态)。CPOL=0时， SCK在空闲状态时为低电平，CPOL=1时，则相反
• 时钟相位CPHA是指数据的采样的时刻，当CPHA=0时，MOSI或MISO数据线上的信号将会在SCK时钟线的“奇数边沿”被采样。当CPHA=1时，数据线在SCK的“偶数边沿”采样

五.SPI的四种通讯模式

由CPOL及CPHA的不同状态，SPI分成了四种模式，主机与从机需要工作在相同的模式下才可以正常通讯，实际中采用较多的是“模式0”与“模式3”