導言

SPI是串行擴展總線。

串行總線技術可以使系統的硬件設計大大簡化、系統的體積減小、可靠性提高。同時系統的更改和擴充極為容易。

常用的串行擴展總線有：I2C（Inter IC Bus)總線、單總線（1-WIRE BUS)、SPI（Serial Peripheral Interface）總線及Microwire/PLUS等。

一、SPI協議

SPI總線是微控制器四線的外部總線。SPI沒有明文標準，是一種事實總線，對通信操作的實現由芯片廠商和驅動開發者通過data sheet和application notes溝通實現的細節。SPI是四根信號線協議，如下：

SCLK：Serial Clock(Output from master);

MOSI：Master Output Slave Input(Outpt from Master);

MISO：Master Input Slave Output(Output from Slave);

SS：Slave Select(Active low,Output from Master);

二、 SPI協議通信

SPI是單主設備通信，總線中只有一個設備發起通信，能發起通信的設備稱為主設備。當SPI主設備想讀/寫從設備時，首先拉低對應從設備的SS線（SS是低電平有效）；然后發送工作脈沖到時鐘線上，在相應的脈沖時間上，主設備把信號發到MOSI實現寫，同時可以對MISO線采樣實現讀。

三、SPI操作模式

SPI有四種操作模式：模式0、模式1、模式2、模式3。

這幾個模式之間的區別是定義了在時鐘脈沖的哪條邊沿轉換（toggles）輸出信號，哪條邊沿采樣輸入信號，還有時鐘脈沖的穩定電平值（即時鐘信號無效時是高還是低）。每種模式由兩個參數描述，稱為時鐘極CPOL（clock polarity）與時鐘期CPHA（clock phase）。

Mode = Bit[CPOL]Bit[CPHA]

CPOL=0表示 SCK在空閑狀態時為0；

CPOL=1表示 SCK在空閑狀態時為1；

CPHA=0表示 在SCK第一個邊沿時輸入輸出數據有效；

CPHA=1表示 在SCK第二個邊沿時輸入輸出數據有效；

一般從器件的工作模式是固定的，主機要跟從機采用一樣的工作模式，雙方才能正常通信。如果有多個從設備，且從設備使用了不同的工作參數，那么主設備與不用的從設備通信時必須重新配置這些參數。

3.1 Mode0

Mode0時，CPOL=0，CPHA=0，SCK空閑狀態為低電平，主機數據在每個上升沿被從機采樣，數據輸出同理。?

3.2 Mode1

Mode1時，CPOL=0，CPHA=1，SCK空閑時為低電平，在SCK第二個邊沿時數據有效，即SCK下降沿有效。

?3.3 Mode2

Mode2時，CPOL=1，CPHA=0，SCK空閑時為高電平，在SCK第一個邊沿時數據有效，即SCK下降沿有效。

3.4 Mode3

Mode3時，CPOL=1，CPHA=1，SCK空閑狀態為高電平，主機數據在第二個邊沿時有效，即每個上升沿被從機采樣，數據輸出同理。

?四、SPI基本時序

SS為低電平時，表示對應的從機設備被使能，在每個SCK周期可以傳輸1Bit數據，采樣時刻取決于器件支持的SPI mode，根據不同SPI器件的控制方法，在進行正式的數據讀寫操作前，一般需要先寫入控制字，然后是寄存器地址和數據。

如下是FM25V05鐵電存儲器采用SPI模式0的寫時序，SS(CS)被拉低，主機數據在每個上升沿被從機采樣，Opcode是控制字，控制字采樣結束后開始采樣數據。

?如下是FM25V05鐵電存儲器采用SPI模式0的讀時序：

?需要注意的是在SS下降沿和SCLK第一個邊沿，或SS上升沿和SCLK最后一個邊沿之間要留有一定的延遲時間，一般是0.5個SCLK周期。

參考：

?【1】關于SPI協議，看這一篇文章就夠了！-面包板社區

?【2】總線I2C和SPI，工程師喜歡用哪一個？

?

總結

以上是生活随笔為你收集整理的SPI协议简单介绍的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。