SPI总线基本概念

SPI是一种高速、全双工、同步的串行通信总线，全称是Serial Peripheral Interface，使用时在芯片的管脚上只占用三根或者四根线（如果单向传输的话只需三根线就可以了），节约了芯片的管脚资源，所以在实际项目中应用也非常广泛。SPI总线的通信模式也是一主多从模式。

SPI的四根线都是单向的I/O线：

• MISO（SDI）– Master Input Slave Output，主设备数据输入，从设备数据输出；
• MOSI（SDO）– Master Output Slave Input，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（SS）– Chip Select，从设备使能信号，由主设备控制。

常见的硬件连接图：

SPI如何实现一对一的通信？

主设备通过CS片选引脚选中要通信的从设备，只有当从设备的CS引脚被使能才能和主设备进行通信。这就允许在同一个SPI总线上连接多个SPI从设备但仍能保持一对一的通信。

SPI的工作模式

SPI有四种工作模式，各个工作模式的不同在于SCLK不同，具体工作由CPOL和CPHA决定：

CPOL(Clock Polarity)：时钟极性

• 当CPOL为0时,时钟空闲时电平为低;
• 当CPOL为1时,时钟空闲时电平为高;

CPHA(Clock Phase)：时钟相位

• 当CPHA为0时,时钟周期的上升沿采集数据，时钟周期的下降沿输出数据;
• 当CPHA为1时,时钟周期的下降沿采集数据，时钟周期的上升沿输出数据;

CPOL和CPHA分别都可以是0或是1，对应四种组合即为SPI的四种工作模式。

注意：SPI主模块和与之通信的外设时钟相位和极性应该保持一致，主设备SPI时钟和极性的配置应该由外设来决定，二者的配置应该保持一致，即主设备的SDO同从设备的SDO配置一致，主设备的SDI同从设备的SDI配置一致。

SPI简单的收发时序，上升沿发送、下降沿接收、高位先发送

总结：

SPI接口的优点：不需要进行寻址操作且全双工，可以同时发送和接收数据，传输速率高。

SPI接口的缺点：没有指定的流控制，没有应答机制确认是否接收到数据。

以上是对SPI总线协议的总结，如有不足欢迎指正；关于SPI总线在找工作面试中也会被经常问到，如果喜欢的话要收藏关注哦！