SPI总线协议

一、技术性能
        SPI接口是Motorola 首先提出的全双工三线同步串行外围接口，采用主从模式（Master Slave）架构；支持多slave模式应用，一般仅支持单Master。时钟由Master控制，在时钟移位脉冲下，数据按位传输，高位在前，低位在后（MSB first）；SPI接口有2根单向数据线，为全双工通信，目前应用中的数据速率可达几Mbps的水平。总线结构如下图所示。

二、接口定义
        SPI接口共有4根信号线，分别是：设备选择线、时钟线、串行输出数据线、串行输入数据线。

（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
三、内部结构

四、 时钟极性和时钟相位
        在SPI操作中，最重要的两项设置就是时钟极性（CPOL, Clock Polarity）和时钟相位（CPHA, Clock Phase）。时钟极性设置时钟空闲时的电平，时钟相位设置读取数据和发送数据的时钟沿。
CPOL和CPHA，分别都可以是0或时1，对应的四种组合就是SPI的四种模式（其中使用的最为广泛的是SPI0和SPI3方式）：

下图中表现了这四种模式的时序，时序与CPOL、CPHL的关系也可以从图中看出。

        下图是常用的SPI0的时序图：

SPI接口时钟配置心得：主机和从机的发送数据是同时完成的，两者的接收数据也是同时完成的。所以为了保证主从机正确通信，应使得它们的SPI具有相同的时钟极性和时钟相位。

五、传输时序
        SPI接口在内部硬件实际上是两个简单的移位寄存器,传输的数据为8位，在主器件产生的从器件使能信号和移位脉冲下，按位传输，高位在前，低位在后。如下图所示，在SCLK的下降沿上数据改变，上升沿一位数据被存入移位寄存器。

五、数据传输
       在一个SPI时钟周期内，会完成如下操作：
1) 主机通过MOSI线发送1位数据，从机通过该线读取这1位数据；
2) 从机通过MISO线发送1位数据，主机通过该线读取这1位数据。
这是通过移位寄存器来实现的。如下图所示，主机和从机各有一个移位寄存器，且二者连接成环。随着时钟脉冲，数据按照从高位到低位的方式依次移出主机寄存器和从机寄存器，并且依次移入从机寄存器和主机寄存器。当寄存器中的内容全部移出时，相当于完成了两个寄存器内容的交换。

六、优缺点

       SPI接口具有如下优点：

       1) 支持全双工操作；

       2) 操作简单；

       3) 数据传输速率较高。

      同时，它也具有如下缺点：

      1) 需要占用主机较多的口线（每个从机都需要一根片选线）；

      2) 只支持单个主机。

      3) 没有指定的流控制，没有应答机制确认是否接收到数据。

本文转自：

http://blog.csdn.net/ce123_zhouwei/article/details/6897293

http://blog.csdn.net/dragon101788/article/details/7031489

http://blog.csdn.net/ce123_zhouwei/article/details/6923293