嵌入式基础知识学习：SPI通信协议是什么？

SPI（Serial Peripheral Interface）是串行外设接口的缩写，是一种广泛应用于嵌入式系统的高速同步串行通信协议，由摩托罗拉公司于20世纪80年代提出。以下是其核心要点：

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一、SPI的核心定义与特点

1. 基本特性

   • 全双工同步通信：支持同时发送和接收数据，通过主设备提供的时钟（SCLK）实现精确时序同步。
   • 主从架构：一个主设备（Master）控制一个或多个从设备（Slave），通过片选信号（SS/CS）选择通信对象。
   • 四线制接口：包括SCLK（时钟）、MOSI（主发从收）、MISO（主收从发）、SS（片选）四根信号线，硬件连接简单。
   • 高速传输：无固定速率限制，实际应用中可达10 Mbps甚至更高。

2. 工作原理

   • 数据交换：主从设备通过移位寄存器实现数据交换，每个时钟周期传输1位数据，通常从最高位（MSB）开始。
   • 片选机制：主设备通过拉低对应从设备的SS信号线激活通信，避免多从机数据冲突。
   • 无流控与寻址：SPI不定义应答机制或地址方案，需通过片选信号和时序协议控制通信。

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二、SPI的四种工作模式

SPI的通信模式由**时钟极性（CPOL）和时钟相位（CPHA）**组合决定：

• CPOL：定义时钟空闲状态电平（0=