SPI通信協(xié)議由摩托羅拉公司于20世紀(jì)80年代中期開(kāi)發(fā)而成，包括SD卡、液晶顯示器、一般閃存等等都在使用SPI進(jìn)行通信。

SPI作為串行通信接口脫穎而出的原因很多，全雙工比I2C傳輸速率更高，推挽輸出接口能夠減少走線分叉，能夠保證在高速傳輸下信號(hào)的完整性，傳輸協(xié)議更加靈活，信息幀大小可以任意調(diào)節(jié)，不需要上拉電阻，功耗可以更低，外圍電路和軟件配置都更簡(jiǎn)單。

同時(shí)SPI的缺點(diǎn)也很明顯，SPI通常僅支持一個(gè)主設(shè)備，傳輸距離短，一般只適合板內(nèi)信號(hào)傳輸，沒(méi)有硬件級(jí)別的錯(cuò)誤檢查協(xié)議，無(wú)法內(nèi)部尋址，多重設(shè)備時(shí)需要額外的片選信號(hào)線。

SPI總線包括四條邏輯線

SPI有兩種接線方式，第一種是常規(guī)的獨(dú)立從機(jī)配置，每個(gè)從機(jī)都需要一條單獨(dú)的CS線，當(dāng)主機(jī)要和特定的從機(jī)進(jìn)行通訊時(shí)，將相應(yīng)的CS信號(hào)線拉低，并保持其他CS信號(hào)線為高。

同時(shí)因?yàn)閺臋C(jī)的MISO引腳在同一條信號(hào)線上，因此要求未被選擇的從機(jī)的MISO引腳要配置為高阻態(tài)輸出。

SP的第二種接線方式為菊花鏈配置，我們一般將信號(hào)線以串行的方式從一個(gè)設(shè)備依次傳到下一個(gè)設(shè)備，直到數(shù)據(jù)到達(dá)目標(biāo)設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸方式稱為菊花鏈。

菊花鏈最大的缺點(diǎn)是如果從機(jī)出現(xiàn)單點(diǎn)故障時(shí)，低于該設(shè)備優(yōu)先級(jí)的從機(jī)就掉線了，距離主機(jī)越遠(yuǎn)的從機(jī)獲得服務(wù)的優(yōu)先級(jí)就越低。如果需要設(shè)置從線檢測(cè)器并安排好從今優(yōu)先級(jí)。

如果某個(gè)從機(jī)超時(shí)并及時(shí)處理，防止單點(diǎn)故障造成整個(gè)鏈路崩潰。

菊花鏈模式充分使用了SPI移位寄存器的功能，每個(gè)從機(jī)在下一個(gè)時(shí)鐘周期將輸入數(shù)據(jù)復(fù)制到輸出。

SPI可以根據(jù)時(shí)鐘極性CKP和時(shí)鐘向性CKE配置前四種模式。

CKP用來(lái)配置時(shí)鐘的默認(rèn)狀態(tài)，CP=0時(shí)空閑電平為低，電平0，CKP=1時(shí)空閑電平為高，電平1。

CKE用來(lái)配置在哪個(gè)時(shí)鐘邊沿進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣，CKE=0時(shí)，在時(shí)鐘信號(hào)SCK的第一個(gè)跳變沿采樣，CT=1時(shí)，在時(shí)鐘信號(hào)SCK的第二個(gè)跳變沿采樣。

SPI是一種同步通信的總線協(xié)議，數(shù)據(jù)線根據(jù)不同的配置在時(shí)鐘的上升沿或下降沿進(jìn)行采樣。

SPI通信的持續(xù)過(guò)程如下，主機(jī)先將對(duì)應(yīng)從機(jī)的CS信號(hào)拉低，通知從機(jī)開(kāi)始建立連接，數(shù)據(jù)接收端檢測(cè)到時(shí)鐘的邊緣信號(hào)之后，就立即開(kāi)始讀取數(shù)據(jù)線上的信號(hào)。

因?yàn)镾PI是全雙工的，主機(jī)在發(fā)送數(shù)據(jù)的同時(shí)也在接收數(shù)據(jù)，主機(jī)可以通過(guò)查詢的方式來(lái)判斷從機(jī)是否有數(shù)據(jù)需要發(fā)送，如果有，主機(jī)會(huì)繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)來(lái)獲取從機(jī)想要發(fā)送的數(shù)據(jù)，之后從機(jī)只需要丟掉這些無(wú)效數(shù)據(jù)即可。

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審核編輯 ：李倩