SPI通信

SPI（Serial Peripheral Interface，串行外设接口）

• ⭐核心思想：主设备控制时钟，同步收发数据，适用于主控和外挂芯片之间的通信

• 特性：

  • 同步通信：通信双方按照同一个“时钟”进行数据传输
  • 全双工通信：双方可以同时发送和接收数据

  类型	能力
  单工	单向
  半双工	双向但不能同时
  全双工	双向同时

  • 一个主机可以控制多个从机

SPI 的4根线

线名	全称	作用
SCLK	Serial Clock	时钟
MOSI	Master Out Slave In	主发从收
MISO	Master In Slave Out	主收从发
CS/SS	Chip Select	片选

• SCLK：由主机产生，发送给从机；
• MOSI：主机 → 从机
• MISO：从机 → 主机
• CS：主机发送，控制与哪个从机通信，一般低电平有效
  CS = 0：表示该从机被选中，可以通信
  CS = 1：表示该从机未被选中

SPI通信流程

• 1、选择设备
  主机：CS ↓，即选中从设备
• 2、产生时钟
  主机开始输出：SCLK
• 3、发送命令
  主机通过 MOSI：发送相应的命令
• 4、数据交换
  同时：
  MOSI → 发数据
  MISO ← 收数据
• 5、结束通信
  CS ↑，通信结束

SPI四种工作模式

在SPI通信中，时钟极性（CPOL） + 时钟相位（CPHA）定义了主从设备之间如何同步数据。

CPOL：总线空闲时，时钟信号（SCK）的电平是高还是低。

CPOL = 0：空闲时为低电平
CPOL = 1：空闲时为高电平

CPHA：指数据采样（读取）是在时钟的第1个边沿还是第2个边沿。

CPHA = 0：在时钟的第一个边沿采样数据（发送端则在此时输出数据）
CPHA = 1：在时钟的第二个边沿采样数据。

由此，四种模式如下：

模式	CPOL	CPHA	示意图
Mode0	0	0
Mode1	0	1
Mode2	1	0
Mode3	1	1