简单分享一下spi通信原理是什么

[导读]SPI 是英语Serial Peripheral interface的缩写，顾名思义就是串行外围设备接口。是Motorola(摩托罗拉)首先在其MC68HCXX系列处理器上定义的。SPI是一种单主机、高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，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 是英语Serial Peripheral interface的缩写，顾名思义就是串行外围设备接口。是Motorola(摩托罗拉)首先在其MC68HCXX系列处理器上定义的。SPI是一种单主机、高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，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分为主、从两种模式，一个SPI通讯系统需要包含一个(且只能是一个)主设备，一个或多个从设备。提供时钟的为主设备(Master)，接收时钟的设备为从设备(Slave)，SPI接口的读写操作，都是由主设备发起。当存在多个从设备时，通过各自的片选信号进行管理。 SPI是全双工且SPI没有定义速度限制，一般的实现通常能达到甚至超过10 Mbps

SPI 接口一般使用 4 条线通信：

MISO 主设备数据输入，从设备数据输出。

MOSI 主设备数据输出，从设备数据输入。

SCLK 时钟信号，由主设备产生。

CS 从设备片选信号，由主设备控制。

SPI允许至少有一个主机，一般都是一个主机多个从机，当只有一个从机时：

这站图来自于STM32参考手册，这个应该是STM双机通讯的接线，而且主机从机都工作在硬件模式(对于双击通讯不太懂)，一会儿再聊移位寄存器的原理，现在先看个大概接法。

当有多个从机时，每个从机单独接一个片选信号：

这个图片很好的描述了主设备与多个从设备的接线

STM32中的SPI_CR寄存器的CPOL和CPHA位，能够组合成四种可能的时序关系。

CPOL=0：SCLK=0时处于空闲态;CPOL=1：SCLK=1时处于空闲态;

CPHA=0：数据采样在第1个边沿;CPHA=1：数据采样在第2个边沿。

CPOL与CPHA各有两种状态，所以可以组成四种不同的工作方式。

为了能让主机与从机正常通讯，主机与从机应当设置为相同的模式，一般从机是出场就固定好的(一般在手册的SPECIFICATIONS->

TIMING CHARACTERISTICS中说明 )，我们要做的就是在SPI初始化时设置成与从机相同的工作方式。至于他不同模式时的时序图，一百度就能搜到，我觉得也不是重点，重点是你能在手册找到从机是哪种工作方式。

SPI的三种模式

SPI工作在3中模式下，分别是运行、等待和停止。

运行模式(Run Mode)

这是基本的操作模式

等待模式(Wait Mode)

SPI工作在等待模式是一种可配置的低功耗模式，可以通过SPICR2寄存器的SPISWAI位进行控制。在等待模式下，如果SPISWAI位清0，SPI操作类似于运行模式。如果SPISWAI位置1，SPI进入低功耗状态，并且SPI时钟将关闭。如果SPI配置为主机，所有的传输将停止，但是会在CPU进入运行模式后重新开始。如果SPI配置为从机，会继续接收和传输一个字节，这样就保证从机与主机同步。

停止模式(Stop Mode)

为了降低功耗，SPI在停止模式是不活跃的。如果SPI配置为主机，正在进行的传输会停止，但是在CPU进入运行模式后会重新开始。如果SPI配置为从机，会继续接受和发送一个字节，这样就保证了从机与主机同步

SPI通讯的优势

· 全双工串行通信;

· 高速数据传输速率。

· 简单的软件配置;

· 极其灵活的数据传输，不限于8位，它可以是任意大小的字;

· 非常简单的硬件结构。从站不需要唯一地址(与I2C不同)。从机使用主机时钟，不需要精密时钟振荡器/晶振(与UART不同)。不需要收发器(与CAN不同)。

SPI的缺点

· 没有硬件从机应答信号(主机可能在不知情的情况下无处发送);

· 通常仅支持一个主设备;

· 需要更多的引脚(与I2C不同);