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SPI电路简介
SPI信号
SPI工作流程
SPI工作模式
1 SPI电路简介
SPI的全称是串行外设接口的简写，英文全称为Serial Peripheral Interface。它是一种全双工、通信的通信总线，物理层仅占用四根线缆，不仅能节省硬件资源，还能在PCB布局上节省空间。
SPI通信分为主模式和从模式两种，且一个SPI通信系统中仅允许一个主设备（Master），一个或者多个从设备（Slave）。时钟信号由主设备提供,接受时钟信号的设备为从设备（Slave）。SPI系统的读操作、写操作都是由设备发起，存在多个从设备（Slave）时，通过各自的片选信号进行管理。
2 SPI信号
SPI系统的信号主要包括四根信号，分别为主设备输出从设备输入信号（MOSI）、主设备输入从设备输出（MISO）、时钟信号（SCK）、片选信号（CS）。具体功能见下：
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：串行时钟信号，由主设备产生。
CS：从设备片选信号，由主设备控制。它的功能是用来作为“片选引脚”，也就是选择指定的从设备，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。
当然，这些信号在不同的应用场景有不同的名称，但是它们的具体含义都是相同的。常用的术语见下：
| 名称 | 专业术语 |
| MISO | SIMO、DOUT、DO、SDO或SO |
| MOSI | SOMI、DIN、DI、SDI或SI |
| SCK | SCLK |
| CS | CE、CS或SSEL |
3 SPI工作流程
SPI系统通信的过程比较简单，具体见下：
主设备发起信号，将CS信号置低，开始通信。
主设备发送时钟信号，并确认通信的读、写状态，以及SPI的模式。
主设备将要发送的数据写入数据缓冲区，并通过移位寄存器将数据串行发送出去，从设备将数据通过移位寄存器将数据存储到接受缓冲区。
从设备将读取的数据从过MISO返还给主机，这样两个移位寄存器中数据就被交换。
4 SPI工作模式
SPI系统有四种工作模式，依赖于时钟极性和时钟相位配置。
时钟极性CKP/Clock Polarit
CPK可配置为0或者1，对应时钟默认状态（IDLE）设置为高电平或者低电平。
| CPK值 | 时钟默认状态 |
| 0 | 时钟空闲IDLE为低电平。 |
| 1 | 时钟空闲IDLE为高电平。 |
相位极性CKE/Clock Phase（Edge）
CKE可配置为0或1，就是采集数据是在时钟的具体相位或者边沿。
| CKE | 数据采样点 |
| 0 | 是在时钟信号SCK的第一个跳变沿采样。 |
| 1 | 是在时钟信号SCK的第二个跳变沿采样。 |
四种模式图解
传输的开始和结束用绿色虚线表示，采样边沿用橙色虚线表示，移位边沿用蓝色虚线表示。
SPI模式0，CPOL = 0，CPHA = 0：CLK空闲状态 = 低电平，数据在上升沿采样，并在下降沿移出。
SPI模式1，CPOL = 0，CPHA = 1：CLK空闲状态 = 低电平，数据在下降沿采样，并在上升沿移出。
SPI模式2，CPOL = 1，CPHA = 0：CLK空闲状态 = 高电平，数据在下降沿采样，并在上升沿移出。
SPI模式3，CPOL = 1，CPHA = 1：CLK空闲状态 = 高电平，数据在上升沿采样，并在下降沿移出。
