2024.3.26 ARM

SPI相关理论

概述

SPI，是Serial Peripheral interface的缩写，是串行外围设备接口，是一种高速的，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，正是出于这种简单易用的特性，现在越来越多的芯片集成了这种通信协议。SPI接口主要应用在 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。

标准四线制

通常SPI通过4个引脚与外部器件相连：

MISO：主设备输入/从设备输出引脚。该引脚在从模式下发送数据，在主模式下接收数据。 MOSI：主设备输出/从设备输入引脚。该引脚在主模式下发送数据，在从模式下接收数据。 SCK： 串口时钟，作为主设备的输出，从设备的输入。

CSN（NSS）： 从设备选择。这是一个可选的引脚，用来选择主/从设备。它的功能是用来作为“片选引脚”,让主设备可以单独地与特定从设备通讯，避免数据线上的冲突。从设备的CSN引脚可以由主设备的一个标准I/O引脚来驱动。

SPI通信过程分析

SPI通信中可作为从机也可以作为主机，这取决于硬件设计和软件设置。

当器件作为主机时，使用一个IO引脚拉低相应从机的选择引脚(CSN)，传输的起始由主机发送数据来启动，时钟(SCK)信号由主机产生。通过MOSI发送数据，同时通过MISO引脚接收从机发出的数据。

当器件作为从机时，传输在从机选择引脚(CSN)被主机拉低后开始，接收主机输出的时钟信号，在读取主机数据的同时通过MISO引脚输出数据。

SPI总线的数据传输方式

SPI总线数据传输时传输方式由两类不同的选择标准决定

CPOL:时钟极性

CPOL=1:SPI时钟线在空闲状态下为高电平

CPOL=0:SPI时钟线在空闲状态下为低电平

CPHA:时钟相位

CPHA=0:在时钟的奇数边沿采样（读取数据），在偶数边沿触发(写入数据)

CPHA=1:在时钟的偶数边沿采样（读取数据），在奇数边沿触发(写入数据)