SPI接口介绍

全栈程序员-站长 • 2022年6月18日上午11:16 • 未分类 • 阅读 46

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

SPI接口的全称是”Serial Peripheral Interface”，即串行外围接口。SPI接口主要应用在EEPROM、FLASH、实时时钟、AD转换器，还有数字信号处理器和数字信号解码器之间。SPI接口是在CPU和外围低速器件之间进行同步串行数据传输，在主器件的移位脉冲下，数据按位传输，高位在前，低位在后，为全双工通信，数据传输速度总体来说比I2C总线要快，速度可达到几十Mbps。

SPI接口主要有4根信号线，连接方式如下图所示：
（1）SCLK：串行时钟，用来同步数据传输，由主机输出；
（2）MOSI：Master Output Slave Input ，即主机输出，从机输入数据线；
（3）MISO：Master Input Slave Output ，即主机输入，从机输出数据线；
（4）SS：片选线，低电平有效，由主机输出。主要是用在一个主机连接多个从机的情况，用来选择某一时刻跟主机进行通信的从机。
这里写图片描述

 根据不同的时钟极性（CPOL）及相位（CPHA）可以组合成4种工作模式：
（1） CPOL=0 ,CPHA=0
（2） CPOL=0 ,CPHA=1
（3） CPOL=1 ,CPHA=0
（4） CPOL=1 ,CPHA=1
CPOL时钟极性定义了时钟空闲状态时的电平，对传输协议没有太大影响。
CPOL=0 ：时钟空闲状态时为低电平。
CPOL=1 ：时钟空闲状态时为高电平。
CPHA时钟相位定义采样的时间：
CPHA=0 ：在时钟的第一个跳变沿（上升沿或下降沿）进行采样。
CPHA=1 ：在时钟的第二个跳变沿（上升沿或下降沿）进行采样。

SPI的4种工作模式如下图所示：
这里写图片描述
所以，在使用SPI通信时，主从机必须协商好使用哪种工作模式，只有工作模式一致才能正确的收发数据。
比如经常使用 CPOL=0 ,CPHA=0的这种工作模式：
主机不发送或接收数据时 CLK为低，在发送或接收数据时，产生周期性时钟，同时拉低片选信号，每个时钟的下降沿发送一位数据，在时钟的上升沿则采样一位数据。当接收或发送完数据后，拉高片选，拉低时钟信号。