SPI电路设计

之前一直用SPI器件， 但是呢，没有从根本上理解这个通信协议，这一篇文章将主要介绍硬件设计

1. 什么是SPI协议？

SPI(Serial Perripheral Interface,串行外围设备接口)是摩托罗拉(Motorola)公司推出的一种同步串行接口技术，是一种高速的、全双工、同步的通信总线。常作为MCU外设芯片串行扩展接口，主要应用于EEPROM、FLASH、实时时钟、AD转换器、数字信号处理器和数字信号解码器之间。

2. SPI通信原理

2.1 采用主从模式的控制方式

SPI规定了两个SPI设备之间通信必须由主设备(Master)来控制次设备(Slave),Master设备可以通过对Slave设备进行片选来控制多个Slave设备,SPI协议还规定Slave设备本身不能产生或控制时钟信号,必须由Master设备通过SCLK管脚提供给Slave设备,没有Clock，则Slave设备不能正常工作。

2.2 采用同步方式传输数据

Master设备需要根据从机的工作模式等来配置控制寄存器并产生相应的时钟信号,从而保证数据在两个设备之间是同步传输的。

2.3 数据传输

SPI设备数据传输的工作原理如图1所示，Master中的8位数据寄存器和Slave中的8位数据寄存器通过信号线(MOSI、MISO)连接而组成一个分布式的16位数据寄存器；当执行数据传输操作时，该16位寄存器按照Master提供的时钟信号(SCLK)串行移动8位，所以Master和Slave中寄存器的数据就实现了数据交换；之后再被自动装入接收缓冲器中，并将接收缓冲器满标志位(BF)和中断标志位(SSPIF)置为高电平；而Master或Slave检测到标志位发生变化后，就会去读取接收缓冲器中的数据，这样就完成了一次通信过程。