SPI通信概述

什么是SPI通信？

SPI（Serial Peripheral interface，串行外围设备接口） 通信协议是 Motorola 公司首先在其MC68HCXX 系列处理器上定义的。SPI 接口是一种高速的全双工同步的通信总线，已经广泛应用在众多 MCU、存储芯片、AD 转换器和 LCD 之间。

SPI通信的连接图

由 SPI 连成的串行总线是一种三线同步总线，总线上可以连接多个可作为主机的 MCU，装有 SPI 接口的输出设备，输入设备如液晶驱动、A/D 转换等外设，也可以简单连接到单个 TTL 移位寄存器的芯片。总线上允许连接多个能作主机的设备，但在任一瞬间只允许有一
个设备作为主机。总线的时钟线 SCK 由主机控制，另外两根分别是：主机输入/从机输出线 MISO 和 主机输出/从机输入线 MOSI。下图就是 SPI 总线的典型结构图：

SPI引脚

MISO（Master In / Slave Out）主设备数据输入，从设备数据输出。
MOSI（Master Out / Slave In）主设备数据输出，从设备数据输入。
SCLK（Serial Clock）时钟信号，由主设备产生。
CS（Chip Select）从设备片选信号，由主设备产生。

SPI驱动程序中关键的参数

• 采样频率
  决定了时间信号的采样频率，由主设备决定
• 片选
  选择从设备
• 极性与相位
  CPOL（Clock Polarity，时钟极性），当主从机没有数据传输的时候即空闲状态，SCL 线的电平状态。假如空闲状态是高电平，CPOL=1；若空闲状态时低电平，那么 CPOL = 0。
  CPHA（Clock Phase，时钟相位）。实质指的是数据的采样时刻，CPHA = 0 的情况就表示数据的采样是从第 1 个边沿信号上即奇数边沿，具体是上升沿还是下降沿的问题，是由 CPOL 决定的。CPHA=1 的情况就是表示数据采样是从第 2 个边沿即偶数边沿。
  

SPI 工作模式	CPOL	CPHA	SCL 空闲状态	采样边沿	采样时刻
0	0	0	低电平	上升沿	奇数边沿
1	0	1	低电平	下降沿	偶数边沿
2	1	0	高电平	下降沿	奇数边沿
3	1	1	高电平	上升沿	偶数边沿

实例

时钟极性CPOL = 1
时钟相位CPHA = 1
偶数上升沿采样

通过数据信号与时钟信号做对比，来确定发送数据的值。
发送 0xC001
收到 0x8018
至于收到的数据，如果是写，可能是上一帧写的数据，可能是当前数据；如果是读，可能就是当前读到的数据。
这个需依据具体芯片而来。

有数据传递时，片选信号被拉低。