单片机 - SPI通信

• SPI简介

       SPI是串行外设接口(Serial Peripheral Interface)的缩写，是 Motorola 公司推出的一种同步串行接口技术，是一种高速的，全双工，同步的通信总线。具有通信简单、数据传输速率快以及穿双工通信等优点。但由于没有指定的流控制以及没有应答机制确认是否收到数据而在数据可靠性上存在一定缺陷。

       SPI由于接口相对简单，用途算是比较广泛，主要应用在 EEPROM，FLASH，实时时钟，AD转换器，还有数字信号处理器和数字信号解码器之间。即一个SPI的Master通过SPI与一个从设备，即上述的那些Flash，ADC等，进行通讯。在保证主从设备两者之间时钟SCLK一致的条件下，即保证主从设备时序上的一致，即可完成主从设备之间的SPI正常通讯。

• SPI接口简介

        SPI常作为单片机外设芯片串行扩展接口，以主从方式工作，这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备，一般需要4根接口线（单向传输时3根线即可）。所有基于SPI的设备都包含4个引脚：SDI(数据输入)、SDO(数据输出)、SCLK(时钟)、CS(片选)。

       (1)SDO/MOSI   主设备数据输出，从设备数据输入;
       (2)SDI/MISO     主设备数据输入，从设备数据输出;
       (3)SCLK             时钟信号，由主设备产生;
       (4)CS/SS           从设备使能信号，由主设备控制。当有多个从设备的时候，因为每个从设备上都有一个片选引脚接入到主设备机中，当我们的主设备和某个从设备通信时将需 要将从设备对应的片选引脚电平拉低或者是拉高。

• SPI通信模式

       SPI通信有4种不同的模式，不同的从设备可能在出厂是就是配置为某种模式，这是不能改变的；但我们的通信双方必须是工作在同一模式下，所以我们可以对我们的主设备的SPI模式进行配置，通过CPOL（Clock Polarity 时钟极性）和CPHA（Clock Phase 时钟相位）来控制我们主设备的通信模式，具体如下：

       Mode0：CPOL=0，CPHA=0

       Mode1：CPOL=0，CPHA=1
       Mode2：CPOL=1，CPHA=0
       Mode3：CPOL=1，CPHA=1

       时钟极性CPOL是用来配置SCLK的电平出于哪种状态时是空闲态或者有效态，时钟相位CPHA是用来配置数据采样是在第几个边沿：
       CPOL=0，表示当SCLK=0时处于空闲态，所以有效状态就是SCLK处于高电平时
       CPOL=1，表示当SCLK=1时处于空闲态，所以有效状态就是SCLK处于低电平时
       CPHA=0，表示数据采样是在第1个边沿，数据发送在第2个边沿
       CPHA=1，表示数据采样是在第2个边沿，数据发送在第1个边沿

例如：
       CPOL=0，CPHA=0：此时空闲态时，SCLK处于低电平，数据采样是在第1个边沿，也就是 SCLK由低电平到高电平的跳变，所以数据采样是在上升沿，数据发送是在下降沿。

       CPOL=0，CPHA=1：此时空闲态时，SCLK处于低电平，数据发送是在第1个边沿，也就是 SCLK由低电平到高电平的跳变，所以数据采样是在下降沿，数据发送是在上升沿。

       CPOL=1，CPHA=0：此时空闲态时，SCLK处于高电平，数据采集是在第1个边沿，也就是 SCLK由高电平到低电平的跳变，所以数据采集是在下降沿，数据发送是在上升沿。

       CPOL=1，CPHA=1：此时空闲态时，SCLK处于高电平，数据发送是在第1个边沿，也就是 SCLK由高电平到低电平的跳变，所以数据采集是在上升沿，数据发送是在下降沿。