1.SPI是什么--简介

　　SPI是Serial Peripheral Interface的缩写，中文名称为串行外设接口。SPI总线系统是一种同步串行外设接口，它可以使MCU与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息。SPI总线系统是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，

　　2.SPI是什么--发展

　　串行外设接口总线(SPI)最早由Motorola首先提出的全双工三线同步串行外围接口，采用主从模式(Master—Slave)架构，支持一个或多个Slave设备，首先出现在其M68系列单片机中，由于其简单实用、性能优异，又不牵涉到专利问题，因此许多厂家的设备都支持该接口，广泛应用于MCU和外设模块如E2PROM、ADC、显示驱动器等的连接。需要注意的是，SPI接口是一种事实标准，大部分厂家都是参照Motorola的SPI接口定义来设计的，并在此基础上衍生出多种变种，因此，不同厂家产品的SPI接口在使用上可能存在一定差别，有的甚至无法直接互连(需要软件进行必要的修改)，在实际中需仔细阅读厂家文档确认。

　　3.SPI是什么--特点

　　SPI一共有11位有用信号，每位信号差分成两个信号用来提高传输抗干扰性，在物理连接上用标准25芯D型插头座传输，因此连线多且复杂，传输距离短，容易出现故障。而ASI(异步串行接口)用串行传输，只需要一根同轴电缆线，连线简单，传输距离长。

　　3.SPI是什么--接口信号

　　SPI的通信原理很简单，它以主从方式工作，这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备，需要至少4根线。基于SPI设备的接口信号共有四种，非别时：

　　(1)SDO--数据输出信号，主设备数据输入，从设备数据输出;

　　(2)SDI--数据输入信号，主设备数据输出，从设备数据输入;

　　(3)SCLK--时钟信号，由主设备产生;

　　(4)CS--片选信号，从设备使能信号，由主设备控制。

　　其中，CS是控制芯片是否被选中的，也就是说只有片选信号为预先规定的使能信号时，对此芯片的操作才有效。这就允许在同一总线上连接多个SPI设备成为可能。

　　4.SPI是什么--组成结构

　　SPI系统可直接与各个厂家生产的多种标准外围器件接口，它只需4条线：串行时钟线(SCK)、主机输入/从机输出数据线(MISO)、主机输出/从机输人数据线(MOSI)和低电平有效的从机选择线(NSS)。

　　(1)MISO：主设备输入/从设备输出引脚。该引脚在从模式下发送数据，在主模式下接收数据。

　　(2)MOSI：主设备输出/从设备输入引脚。该引脚在主模式下发送数据，在从模式下接收数据。

　　(3)SCK：串口时钟，作为主设备的输出，从设备的输入。

　　(4)NSS：从设备选择。这是一个可选的引脚，用来选择主/从设备。它的功能是用来作为片选引脚，让主设备可以单独地与特定从设备通信，避免数据线上的冲突。

　　SPI是一个环形总线结构，由NSS、SCK、MISO、MOSI构成，NSS引脚设置为输入，MOSI引脚相互连接，MISO引脚相互连接，数据在主和从之间串行地传输(MSB位在前)。[3]

　　5.SPI是什么--工作方式

　　主动方式

　　SPI有主从两种工作方式。在主模式下，SPI为其他节点的SPICLK引脚提供串行时钟，数据从SPISIMO引脚输出，从SPISOMI引脚输入。主控制器写人数据到寄存器SPITXBUF便启动发送，数据从SPITXBUF传送到SPIDAT中再通过SPISIMO引脚发送出去，先发送最高位;同时，主控制器接收到的数据通过SPISOMI引脚移入寄存器SPIDAT的最低位。当选定数量的位数发送完时，整个数据发送完毕，紧接着接收完毕(通过SPISIMO引脚发送的SPIDAT的数据最高位每移出一位后就会从SPISOMI引脚移人一位到SPIDAT最低位)。首先将接收到的数据传送到寄存器SPIRXBUF，并进行右对齐，供CPU读取。

　　从动方式

　　在从动方式下，数据从SPISOMI引脚移出并由SPISIMO引脚移入。SPICLK引脚作为串行移位时钟的输入。

　　为了接收数据，串行外设接口等待网络主控制器送出的SPICLK信号，然后它将SPISIMO引脚上的数据移入到SPIDAT寄存器。如果从控制器同时也发送数据，则必须在SPICLK信号开始之前把数据写入到SPIRXBUF或SPIDAT寄存器中。

　　6.SPI是什么--工作模式

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

　　当CPOL为0时,时钟空闲idle时候的电平是低电平;当CPOL为1时,时钟空闲idle时候的电平是高电平。

　　当CPHA为0时,时钟周期的前一边缘采集数据;当CPHA为1时,时钟周期的后一边缘采集数据。

　　因此，CPOL和CPHA，分别都可以是0或时1，对应的四种组合就是：