串行通讯 -- SPI通讯原理

       前言

       SPI是最常见的串行通讯之一，其通信速率比较高，适合需要传输大量数据的应用。常见的有SPI FLASH，无线模块等。

         一、SPI通讯规则

• 采用4条通讯线：时钟线SCLK，数据线MOSI，MISO，片选SS。图中SS[2:0]表示3条线。MOSI是主机输出，从机输入数据线。MISO是主机输入，从机输出数据线。
• 主从方式通讯，一个主机（一般是单片机），可以多个从机（器件）。
• 主机发送一个数据的同时，同时会读一个数据。

二、通讯规则

1、极性CPOL和相位CPHA：

       极性CPOL确定SCLK时钟空闲时的电平，CPOL=0，空闲时低电平，CPOL=1，空闲时高电平。

       相位CPHA确定数据采样的时钟沿，CPHA=0，第一个时钟沿采样数据。CPHA=1，第二个时钟沿采样数据。

1.1、CPOL=0，CPHA=0

       极性CPOL=0，所以SCLK空闲时低电平，CPHA=0，第一个时钟沿采样数据，所以SCLK上升沿采样数据，对MOSI数据线，在第一个SCLK上升沿前需要准备好数据，图中数据线的上下箭头表示切换高低电平。MISO也是在上升沿读数据，发送一个数据同时读入一个数据。SS是片选，低电平有效。

1.2、CPOL=0，CPHA=1

       极性CPOL=0，所以SCLK空闲时低电平，CPHA=1，第二个时钟沿采样数据，所以SCLK下降沿采样数据。 

1.3、CPOL=1，CPHA=0

       极性CPOL=1，所以SCLK空闲时高电平，CPHA=0，第一个时钟沿采样数据，所以SCLK下降沿采样数据。

1.4、CPOL=1，CPHA=1

       极性CPOL=1，所以SCLK空闲时高电平，CPHA=1，第二个时钟沿采样数据，所以SCLK上升沿采样数据。

总结：SPI通信主要是极性和相位的理解，主机和从机必须配置相同的极性和相位。