SPI、I2C、UART等通信协议

1. SPI

SPI（Serial Peripheral interface）是由美国摩托罗拉公司最先推出的一种同步串行传输规范，是现在比较常用的一种单片机串行通信接口。该接口是一种高速、全双工、同步的通信总线。

SPI主从模式

SPI分为主、从两种模式，一个SPI通讯系统通常为一个主设备，一个或多个从设备。主设备（Master）提供时钟，接收时钟的设备为从设备（Slave），SPI接口的读写操作，都是由主设备主动发起。当存在多个从设备时，通过各自的片选信号进行管理。SPI是全双工且没有定义速度限制，速度一般由主机或者从机时钟所能支持的最大时钟频率来设定。

SPI信号线

SPI接口一般使用四条信号线通信：MOSI、MISO、SCK、CS

• MOSI： 主设备输出/从设备输入引脚。该引脚在主模式下发送数据，在从模式下接收数据。
• MISO： 主设备输入/从设备输出引脚。该引脚在从模式下发送数据，在主模式下接收数据。
• SCK： 串行时钟信号，由主设备产生。
• CS： 从设备片选信号，由主设备控制，它的功能是用来作为“片选引脚”，也就是选择指定的从设备，每个从设备都需要一根CS线来进行片选，一般为低电平有效。

SPI通信的四种模式

SPI的CLK线是没有定义死的，所以可以自由设定，时钟极性(CPOL)和时钟相位(CPHA)可以组合成四种不同模式。

时钟极性(CPOL)定义了时钟空闲状态电平：

• CPOL = 0，表示当SCK空闲态为低电平
• CPOL = 1，表示当SCK空闲态为高电平

时钟相位(CPHA)定义数据的采集时间点：

• CPHA = 0，在时钟的第一个跳变沿进行数据采样
• C