SPI总线（一）总线结构

概念：

SPI串行外设接口，是一种高速的、全双工、同步的通信总线。采用主从模式（Master Slave）架构，支持多个slave，一般仅支持单Master。

                                                 

总线结构：

SPI接口共有4根信号线，分别是设备选择线（片选SS）、时钟线（SCK）、串行输出数据线（MOSI）、串行输入信号线（MISO）。

                                           

SS 是从芯片是否被主芯片选中的控制信号，也就是说只有片选信号为预先规定的使能信号时（高电位或低电位），主芯片对该从芯片的操作才有效，同一条总线上可以连接多个SPI设备。

数据传输过程：

主节点通过MOSI线输出数据，从节点在SIMO处从主节点读取数据。同时，也在通过SOMI输出MSB（最高位），主节点会在MISO处读取从节点的数据，整个过程将一直持续，直至交换完所有数据。

                                     

主要特点：

可以同时发出和接收串行数据；

可以当做主机或从机工作；

提供频率可编程时钟；

发送结束中断标志；

写冲突保护；

总线竞争保护；

总线时序：

SPI总线有四种工作方式(SPI0, SPI1, SPI2, SPI3)，其中使用的最为广泛的是SPI0和SPI3方式。SPI模块为了和外设进行数据交换，根据外设工作要求，其输出串行同步时钟极性和相位可以进行配置，时钟极性(CPOL)对传输协议没有重大的影响。

                                             

CPOL 极性： 决定时钟空闲时为低电平还是高电平

CPOL=0： CLK空闲时是低电平，CLK有效时是高电平

CPOL=1： CLK空闲时是高电平，CLK有效时是低电平

（SCLK空闲时刻：当SCLK在发送8个bit数据之前和之后的状态，发送数据的时候称为有效active时刻，CPOL指的就是当SCLK空闲时其电平是高电平（active-high）还是低电平（active-low））

CPHA 相位：决定何时进行数据采样（读取）

CPHA=0：第一边沿采样

CPHS=1：第二边沿采样

                        

     

SPI主模块和与之通信的外设音时钟相位和极性应该一致。

    SPI时序详解---SPI接口在模式0下输出第一位数据的时刻SPI接口有四种不同的数据传输时序，取决于CPOL和CPHA这两位的组合。

      

CPOL是用来决定SCK时钟信号空闲时的电平，CPOL＝0，空闲电平为低电平，CPOL＝1时，空闲电平为高电平。CPHA是用来决定采样时刻的，CPHA=0，在每个周期的第一个时钟沿采样，CPHA＝1，在每个周期的第二个时钟沿采样。