SPI总线详解

1. SPI的简介和应用场景

SPI通信协议由摩托罗拉公司于20世纪80年代中期开发而成，SPI是种一个串行设接口，高速，全双工，同步的通信总线，芯片上只占用了四根线，这能大大的节约了芯片的管脚，
应用的设备有：一般的闪存Flash， EEPROM，SD卡，液晶显示屏等设备

2. SPI 的优势和缺点

2.1 SPI总线的优势

1.全双工，高速率传输 ，比如比I2C 传输速率更高
2.推免输出接口，推挽输出接口能够减少走线分叉
3.信号完成性强，通信协议灵活 
4.消息帧可任意调节
5.功耗低，电路简单 ，不需要上拉电阻，功耗可以更低
6.软件配置简单

2.2 SPI总线的缺点

1.单一主设备号通常只能支持一个主设备号
2.传输距离短，一般只适合板内信号传输
2.缺少硬件检查协议，没有硬件级别的错误检查协议
4.无法内部寻址，多从设备时需要额外的片选信号线

3.SPI信号线介绍

3.1 SPI 信号逻辑线

SPI总线包括4条信号逻辑线，定义如下

MISO：Master inout slave output 主机输入，从机输出（数据来自从机）
MOSI： Master output slave input 主机输出，从机输出（数据来自主机）
SCLK：serial Clock 串行时钟信号，由主机产生发送给从机
CS：片选信号，由主机发送，以控制与那个从机通信，通常时低电平为有效信号

3.2 SPI 接线方式

spi接线方式分别由二种分别是常规的独立从机配置和菊花链配置
1.常规的独立从机配置
常规的独立从机配置，每个从机都需要一条单独的CS线，当主机要更特定的从机通信时，将相应的CS信号线拉低，并保持其他CS信号线为高，同时因为从机的MISO脚，再同一条信号上，因此要求没有被选择的从机的MISO引脚要配置为高组态输出

2.菊花链配置
我们一般以信号线以串行的方式从一个设备依次传到下一个设备，直到数据到达目标设备的数据传输方式称为菊花链。
菊花链缺点：如果从机出现单点故障时，那么低于该设备优先级的从机就掉线了，距离主机越远的从机获得服务的优先级就越低。所以需要设置总线检测器，并安排好从机的优先级。如果某个从机超时应及时处理，放置单点故障造成整个链路的崩溃。菊花链充分的使用了SPI移位寄存器的功能，每个从机在下一个时钟周期，将输入数据复制到输出。

4. SPI 配置模式

SPI 可以根据时钟极性CKP和时钟相位CKE配置成四种模式

CKP：配置时钟默认状态
CKE：选择采样时钟边沿

CKP = 0时空闲电平为低 电平0
CKP = 1时空闲电平为高 电平1，
CKE用于选择在那个时钟边沿进行数据的采样，
CKE = 0 时钟信号的一个跳变沿采样
CKE = 1 时在时钟的第二个跳变沿采样

5. SPI 总线通信协议

SPI 是一种通信通信的总线协议，数据线根据不同的配置，在时钟的上升沿（电平从低到高）或下降沿（从高到低）进行采样
spi通信的时序如下
1.主机先将对应从机的CS信号拉低，通知从机开始建立连接，数据接收端检测到时钟的边沿信号后，就立即开始读取数据线上的信号

SPI是全双工的，主机在发送数据的同时也在接收数据，主机可以通过查询的方式，来判断从机是否由数据需要发送，如果由主机会继续发送数据。来获取从机想要的发送的数据。之后从机只需要丢掉这些无效数据 （Dummy Data) 就可以了。

参考连接：B站SPI总线视频