SPI总线介绍

SPI总线概述

SPI(Serial Peripheral interface),串行外围设备接口。是一种高速的，全双工，同步的通信总线。

• 优点

1. 支持全双工通信
2. 通信简单
3. 数据传输速率快

• 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，所以和IIC总线协议比较在数据可靠性上有一定的缺陷。

SPI总线特点

采用主-从模式(Master-Slave)的控制方式

SPI规定了两个SPI设备之间通信必须由主设备Mater来控制次设备Slave。一个Master设备可以通过提供时钟Clock和对Slave设备进行片选(Slave Select)来控制多个Slave设备，时钟Clock由主设备来控制，没有Clock,Slave设备不能工作。

采用同步方式(Synchronous)传输数据

Master设备会根据将要交换的数据来产生相对应的时钟脉冲(Clock Pulse),时钟脉冲组成了时钟信号(Clock Signal),时钟信号通过时钟极性(CPOL)和时钟相位(CPHA)控制着两个SPI设备间何时数据交换以及何时对接收到的数据进行采样，来保证数据在两个设备之间是同步传输的。

SPI的4种工作模式

0. CPOL=0，CPHA=0，空闲时的SCK时钟=低，采样时钟=奇数次边沿
1. CPOL=0，CPHA=1，空闲时的SCK时钟=低，采样时钟=偶数次边沿
2. CPOL=1，CPHA=0，空闲时的SCK时钟=高，采样时钟=奇数次边沿
3. CPOL=1，CPHA=1，空闲时的SCK时钟=高，采样时钟=偶数次边沿

SPI的物理引脚

• SCLK:时钟引脚
• CS:片选引脚
• MOSI:Master设备输出引脚，Slave设备的输入引脚
• MISO:Master设备输入引脚，Slave设备的输出引脚
  只有MISO是由Slave设备控制，其它引脚都是由Master设备控制

SPI的协议

有效数据采集

只有在采样时钟期间，MISO和MOSI的数据是有效数据，高电平为1.低电平为0，在其它时刻数据无效，用于数据变化。采样时钟并不是简单地按照上升沿或者是下降沿来区分，而是由SPI的工作模式来确定。