SPI通信协议详解（spi总线）

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SPI协议简介，SPI协议全称为Serial Peripheral interface，摩托罗拉在MC68HCXX系列处理器上定义，主要应用于EEPROM、FLASH、实时时钟、AD转换器及数字信号处理器与数字信号解码器之间。SPI协议支持全双工通信，数据传输简单且速度快。然而，与IIC总线协议相比，SPI在数据可靠性和流控制上有所欠缺。主从模式控制方式是SPI的显著特点，主设备控制从设备，由主设备提供时钟和片选信号，从设备无法产生或控制时钟，且数据交换需在时钟脉冲的特定相位进行。

SPI设备采用同步方式传输数据，主设备根据交换数据产生时钟脉冲，时钟信号通过CPOL和CPHA控制数据传输的同步。数据交换是指每次时钟周期内，SPI设备都交换一个比特大小的数据。在数据传输前，主设备需对从设备进行片选，确保从设备能够接收到控制信号。数据传输后，应读取SPI设备内的数据，即使这些数据在程序中无用，仍需读取。

SPI只有主模式和从模式之分，主设备控制数据交换，每次交换数据必然涉及数据发送和接收。SPI设备间的数据通信通过四个管脚实现：SDO/MOSI为数据输出，SDI/MISO为数据输入，SCK为时钟信号，CS/SS为片选信号。Master设备产生时钟信号，控制从设备访问，SDO/MOSI输出数据，SDI/MISO接收数据，SCK传递时钟脉冲，CS/SS控制从设备的选通。

SPI相关的缩写或说法包括CPOL（时钟极性）和CPHA（时钟相位），它们配置SPI总线的空闲状态和数据采样的时机。SPI总线的极性和相位决定数据交换的同步性，CPOL和CPHA的不同组合形成SPI总线的四种模式，分别定义了空闲状态的电平、数据采样的边沿以及数据发送的边沿。

CPOL和CPHA的不同组合定义了SPI总线的四种模式，例如CPOL=0，CPHA=0表示空闲时SCLK处于低电平，数据采样在上升沿，数据发送在下降沿。理解这些模式有助于正确配置SPI设备，确保数据通信的正确性和有效性。SSPSR是SPI设备内部的移位寄存器，根据SPI时钟状态在SSPBUF中移入或移出数据，其Bus-Width和Channel-Width定义了地址总线和数据总线的数据传输单位。Controller通过时钟和片选信号控制SPI设备之间的数据交换，主设备需实现片选操作，确保数据通信的开始和结束。