简单记录一下spi的四种mode

已于 2023-05-14 23:06:15 修改
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分类专栏： IC学习 文章标签： 单片机 fpga开发 嵌入式硬件
于 2023-05-14 12:28:46 首次发布
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文章介绍了SPI通信协议中的四种模式，由时钟极性CPOL和时钟相位CPHA组合而成。CPOL定义了时钟空闲时的电平，CPHA定义了数据在时钟边沿的哪个时刻被采样。通过对这两个参数的不同设置，形成了mode0至mode3的四种工作模式，文中通过图表详细解释了每种模式的特点和采样时机。

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0 前言

最近在学习SPI，刚开始接触四种mode的时候，还有点懵，也是搜了好几个博客，才算搞懂，特此记录下，防止下次又要翻好几篇博客才找到答案 >_<

1 四种mode的组成单元

这四种mode是由时钟极性和时钟相位组成，2 bits数据刚好组成4种情况，

  • 时钟极性CPOL（Clock POLarity）：即SPI空闲时，时钟信号SCLK的电平

    • 0：空闲时低电平
    • 1：空闲时高电平

  • 时钟相位CPHA（Clock PHAse）：即SPI在SCLK第几个边沿采样数据

    • 0：第一个边沿
    • 1：第二个边沿

时钟极性就不多说了，描述的很清楚了

时钟相位中说的第一个边沿和第二边沿是这样理解的，简单画一个clk信号，如下图

从图中可以看到，这个clk有两个边沿，红色的上升沿，和绿色的下降沿

从左往右看去，第一个边沿是上升沿（红色），第二个边沿是下降沿（绿色），所以在这种情况下

  • CPHA = 0，表示在clk上升沿采样

  • CPHA = 1，表示在clk下降沿采样

2 四种mode

很多介绍spi四种mode时用的都是下面这种图，虽然简洁，但不利于新手理解（别问我是怎么知道的）

列个表给出四种mode

CPOLCPHA
00mode 0
01mode 1
10mode 2
11mode 3

2.1 mode 0

mode 0表示：空闲的时候是低电平，在上升沿采样，如下图所示，在红色虚线处采样

image-20230514121627754

2.2 mode 1

mode 1表示：空闲的时候是低电平，在下降沿采样，如下图所示，在红色虚线处采样

2.3 mode 2

mode 2表示：空闲时是高电平，在下降沿采样，如下图所示，在红色虚线处采样

2.4 mode 3

mode 3表示：空闲的时候是高电平，在上升沿采样，如下图所示，在红色虚线处采样

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