SPI通信协议

简介

spi协议是由Motorola公司开发的一种通用数据总线。由四根通信线组成，分别是SCK（Serial Clock）、MISO（Master Input Slave Output）、MOSI（Master Output Slave Input）、SS（Slave Select）。具有同步、全双工、多设备的数据传输特点，可以实现同时收发数据。通信速度快，最大传输速度取决于芯片的设计。

连接方式

1. 主机和从机的SCK、MOSI、MISO分别接在一起。
2. 主机需要多条SS控制线，分别接到从机的SS。
3. 主机的输出引脚配置为推挽输出，输入引脚配置为浮空或上拉输入。
   SCK： 主机输出，从机输入
   MOSI：主机输出，从机输入
   MISO：主机输入从机输出，当从机SS为高电平是，从机的MISO必须为高阻态。
   SS：主机的SS线都是输出，从机的SS线都是输入，低电平有效。主机想指定谁就把对应的SS输出线置低电平就行了

工作原理

左边是SPI主机，右边是从机，里面都有一个8位的寄存器。有一个时钟输入端，因为是高位先行的，所以每来一个时钟会向左移动一位。移位寄存器的时钟源由主机提供，叫波特率发生器，产生的时钟驱动移位寄存器进行移位，同时通过SCK引脚进行输出到从机的移位寄存器。

主机移位寄存器左边移出去的数据通过MOSI脚输入到从机移位寄存器的右边，从机移位寄存器左边移出去的数据通过MISO引脚输入到主机移位寄存器的右边。

工作方式：波特率发生器时钟的上升沿，所有移位寄存器向左移动一位，移出去的位放到引脚上。波特率发生器时钟的下降沿，引脚上的位采样输入到移位寄存器的最低位。接下来假设主机有个数据10101010要发送到从机，同时从机有个数据01010101要发送到主机。那就可以驱动时钟先产生一个上升沿，这时所有的位向左移动一位，移出去的位会放到数据线上，实际是放到输出寄存器里。时钟继续执行，在下降沿时主机和从机内都会进行数据采样输入。8个时钟后主机中的10101010到了从机中，从机里的01010101到了主机中。这样通过数据交换实现数据传输。

时序

起始条件：SS从高电平切换到低电平
终止条件：SS从低电平切换到高电平

spi的时序有4种模式

模式一

空闲状态时，SCK为低电平
SCK第一个边沿移入数据，第二个边沿移出数据

模式二

空闲状态时，SCK为低电平
SCK第一个边沿移出数据，第二个边沿移入数据

模式三

空闲状态时，SCK为高电平
SCK第一个边沿移入数据，第二个边沿移出数据

模式四

空闲状态时，SCK为高电平
SCK第一个边沿移出数据，第二个边沿移入数据