SPI通讯协议

简介

SPI(Serial Peripheral Interface)是串行外设接口的缩写，SPI是一种高速的，全双工，同步的串行通信总线；SPI采用主从方式工作，一般有一个主设备和一个或多个从设备；SPI需要至少4根线，分别是MISO（主机输入从机输出），MOSI（主机输出从机输入），SCLK（时钟），CS（片选）。SPI使用引脚较少且布线方便，因此越来越多芯片集成了这种通信协议。

寻址

当主机要和某个从设备进行通信时，主设备需要先向对应从设备的片选线上发送使能信号（高电平或者低电平，根据从机说明决定），表示选中该从设备。

通信过程

SPI总线在进行数据传送时，先传送高位，后传送低位；数据线为高电平表示逻辑“1”，低电平表示逻辑“0”；一个字节传送完成后无需应答即可开始下一个字节的传送；SPI总线采用同步方式工作，时钟线在上升沿/下降沿时发送器向数据线上发送数据，在紧接着的下降沿/上升沿时接收器从数据线上读取数据，完成一位数据传递，八个时钟周期即可完成一个字节数据的传送。

极性和相位

对于IIC来说，SCL和SDA在空闲时候的状态都是确定的，发送数据与接收数据时SCL的状态也是确定的(SCL低电平时发送器发数据,SCL高电平时接收器截数据)。但是在SPI中，极性(CPOL，空闲时状态)和相位(CPHA，采样时机)都是可选的，因此SPI有四种不同的工作模式。

• 极性

  • CPOL = 0，空闲时SCLK为低电平；
  • CPOL = 1，空闲时SCLK为高电平；

• 相位

  • CPHA = 0，每个周期的第一个时钟沿采样(第一个沿读取数据，第二个沿发数据)；
  • CPHA = 1，每个周期的第二个时钟沿采样(第一个沿发数据，第二个沿读取数据)；

详细见下表：

在通讯时，主设备和从设备(需要根据设备手册查询，一般是确定好的)必须配置相同(CPOL，CPHA)，否则无法正确通信。