STM32学习记录-10-1-SPI通信（软件）

1 SPI通信

SPI（Serial Peripheral Interface）是由Motorola公司开发的一种通用数据总线

四根通信线：SCK串行时钟线（Serial Clock/SCLK/CLK/CK）、MOSI主机输出从机输入（Master Output Slave Input/DO）、MISO主机输入从机输出（Master Input Slave Output/DI）、SS从机选择（Slave Select/NSS/CS）

同步，全双工

支持总线挂载多设备（一主多从）

2 硬件电路

所有SPI设备的SCK、MOSI、MISO分别连在一起

主机另外引出多条SS控制线，分别接到各从机的SS引脚

输出引脚配置为推挽输出，输入引脚配置为浮空或上拉输入

3 移位示意图

移位寄存器的时钟源由主机提供，叫波特率发生器，同时时钟也通过SCK引脚进行输出。波特率寄存器时钟上升沿所有移位寄存器向左移动移位，移出去的位放到引脚上，时钟下降沿时引脚上的位采样输入到移位寄存器的最低位。

4 SPI时序基本单元

（1）起始条件：SS从高电平切换到低电平

终止条件：SS从低电平切换到高电平

（2）交换一个字节（模式0）

CPOL时钟极性=0：空闲状态时，SCK为低电平

CPHA时钟相位=0：SCK第一个边沿移入数据，第二个边沿移出数据

在SCK第一个边沿之前就要移出数据（即在第0个边沿移出，在第1个边沿移入）。SS下降沿开始时序，在SCK还未变化时立刻触发移位输出，在SCK上升沿就能采样数据，之后SCK下降沿移出下一个数据，在下一个上升沿移入…在第8个上升沿时整个字节交换完成，在最后一个SCK下降沿时MOSI可以置回默认电平，MISO也会变化一次（为下一个字节的B7），不需要的话SS上升沿之后从机MISO置回高阻态。

（3）交换一个字节（模式1）

CPOL=0：空闲状态时，SCK为低电平

CPHA=1：SCK第一个边沿移出数据，第二个边沿移入数据

SS从机选择，通信开始前SS为高电平，通信过程中SS始终保持低电平，通信结束SS恢复高电平。MISO主机输入从机输出，在空闲时位于中间呈高阻态，SS下降沿之后从机的MISO被允许开启输出，SS上升沿后从机的MISO置回高阻态。SCK上升沿MOSI和MISO主机和从机同时移出数据，时钟运行产生下降沿此时主机和从机同时移入数据进行数据采样…传输完所有数据后SS置高电平，在SS的上升沿MOSI还能再变化一次将MOSI置一个默认的高电平或低电平，MISO从机必须置回高阻态（如果主机MISO为上拉输入则MOSI电平默认高电平，MISO为浮空输入则电平不确定）。

（4）交换一个字节（模式2）

CPOL=1：空闲状态时，SCK为高电平

CPHA=0：SCK第一个边沿移入数据，第二个边沿移出数据

（5）交换一个字节（模式3）

CPOL=1：空闲状态时，SCK为高电平

CPHA=1：SCK第一个边沿移出数据