【基础知识】SPI通信协议
目录
概述
电气连接
接口定义
连接方式
通信协议
片选信号
时钟
时钟极性（Clock Polanrity）
时钟相位（Clock Phase）
综述
时序
注意
概述
SPI是一个同步全双工串行通信协议
主从机双方共用一个时钟（由主机产生）
在同一时刻硬件可以允许双向传输（虽然在SPI协议中没有同一时刻双向传输）
SPI的速度快于常见的I2C与USART，一般能达到几MHz
比起CAN和USART来，其传播距离较短
电气连接
接口定义
|
名称 |
功能 |
|
GND |
接地 |
|
MOSI |
主机发送，从机接收 |
|
MISO |
主机接收，从机发送 |
|
CLK |
时钟线 |
|
CS1（NSS1） |
片选线 |
|
…… |
多个设备时的片选线 |
不同厂商的接口名称可能有不同，详情看产品的技术手册
连接方式
一般情况使用多片选信号（多NSS）模式，连接如图
通信协议
片选信号
这个信号是由主机发送的一个用于选择不同设备的信号，一般情况为低电平有效（选中了该设备）
在一次通信过程中，一般只有一个设备被选中
只有被选中的设备才会接受主机发送出的数据信号，并且根据自己的功能进行回传信息
对于单片机来说，这个信号一般使用推挽（浮空）输出的模式
有些设备使用开漏上拉输出会出现问题，咱也不知道为啥
时钟
时钟极性（Clock Polanrity）
可以这样理解，默认状态是高电平还是低电平（低电平有效还是高电平有效）
默认状态是低电平
默认状态是高电平
时钟相位（Clock Phase）
可以这样理解，在第几个边沿进行采集（这里指的是一个时钟信号的边沿），一个时钟信号会出现两个边沿
第一个边沿（如图在橘线处采集信号）
第二个边沿（如图在橘线处采集信号）
综述
时序
在片选信号选中下，每一个时钟信号触发（详见上文），根据MISO和MOSI的电平高低来判断数据
先发送高位再发送低位(可以选择先低后高)
时钟信号的箭头表示一次采集
本图中以黄线为界出现两次信号传输
第一次：主机向从机发送的数据为(0xF0)(0b11110000)，从机向主机发送的信号为(0x00)(0b00000000)
第二次：主机向从机发送的数据为(0x00)(0b00000000)，从机向主机发送的信号为0x7C(0b0111 1100)
注意
SPI每一次信号传输（通信周期）中都需要主机接受和发送一次
（可以将从器件当做一个数据会自动修改的移位寄存器）
也就是说主机接受数据时也要发送数据（必须发送），发送数据时也会接受数据（可能接收的数据无意义）
往往与器件通信时是主机先发送命令（此时收到的信号是无意义的），从机再根据命令更改寄存器的值，在下一个通信周期时在发送给主机（主机也需要发送某些数据（可能无意义））
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