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添加时间:2019年06月11日 作者:SPI串口模块 来源:SPI串口模块
串行外围设备接口SPI（Serial Peripheral Interface）总线技术是Motorola公司推出的一种同步串行接口。SPI总线是一种三线同步总线，因其硬件功能很强，所以与SPI有关的软件相当简单，使CPU有更多的时间处理其他事务。SPI协议是以主从方式工作的，这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备，其接口包括以下四种信号：
SPI串口模块SPI总线协议工作原理SPI总线是啥
串行数据输入（主进从出/MISO）；
串行数据输出（主出从进/MOSI）；
串行移位时钟（SCK）；
从使能信号（SS)
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该接口在工作时，主设备通过提供移位时钟和从使能信号来控制信息的流动。从使能信号是一个可选的高低电平，它可以激活从设备（在没有时钟提供的情况下）的串行输入和输出。在没有专门的从使能信号的情况下，主、从设备之间的通信则由移位时钟的有无来决定，在这种连接方式下，从设备必须自始至终保持激活状态，而且从设备只能是一个，不能为多个。
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SPI 数据速率通常介于 1 到 70 MHz 之间，字节长度范围从 8 位和 12 位到这些数值的倍数位。
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数据传输通常会包含一次数据交换。当主节点向从节点发送数据时，从节点也会向主节点发送数据。为此，主节点的内部移位寄存器和从节点被设置成环形。
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两个移位寄存器形成一个内部芯片环形缓冲器
在数据交换之前，主节点和从节点使其内部移位寄存器加载存储器数据。产生时钟信号时，主节点会通过 MOSI 线同步输出其移位寄存器。同时，从节点在 SIMO 处从主节点读取第一位，并将其存储到存储器中，然后通过 SOMI 输出 MSB。主节点会在 MISO 处读取从节点的第一位，并将其存储到存储器中以待稍后处理。整个过程将一直持续，直至交换完所有数据位，然后主节点使时钟空闲并通过 /SS 禁用从节点。
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除设置时钟频率之外，主节点还会配置相对于数据的时钟极性和时钟相位。这两个选项分别称作 CPOL 和 CPHA，能够允许时钟信号实现 180 度相移且数据延迟半个时钟周期。
SPI串口模块SPI总线协议工作原理SPI总线是啥时钟极性和相位的时序图
CPOL = 0 时，时钟在逻辑 0 处空闲：
如果 CPHA = 0，数据会在 SCK 的上升沿上读取，在下降沿上变化。
如果 CPHA = 1，数据会在 SCK 的下降沿上读取，在上升沿上变化。
CPOL = 1时，时钟在逻辑高电平处空闲：
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如果 CPHA = 0，数据会在 SCK的下降沿上读取，在上升沿上变化。
如果 CPHA = 1，数据会在 SCK 的上升沿上读取，在下降沿上变化。
SPI串口模块SPI总线协议工作原理SPI总线是啥主节点与独立从节点（左）以及菊花链式从节点（右）进行通信
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从节点独立寻址时，主节点必须提供多个从选择信号。该结构一般用在数据采集系统中，其中的多个模数转换器 (ADC) 和数模转换器 (DAC) 都必须单独接入。
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