SPI是串行外設(shè)接口(Serial Peripheral Interface)的縮寫。是一種同步串行接口技術(shù)，是高速的，全雙工，同步的通信總線。

1、SPI接口的優(yōu)點(diǎn)

支持全雙工操作;

操作簡(jiǎn)單;

數(shù)據(jù)傳輸速率較高。

同時(shí)，它也具有如下缺點(diǎn)：

需要占用主機(jī)較多的口線(每個(gè)從機(jī)都需要一根片選線);

只支持單個(gè)主機(jī);

沒(méi)有指定的流控制，沒(méi)有應(yīng)答機(jī)制確認(rèn)是否接收到數(shù)據(jù)。

2、SPI通信原理

SPI的通信原理是以主從方式工作，這種模式通常有一個(gè)主設(shè)備和一個(gè)或多個(gè)從設(shè)備。SPI接口經(jīng)常被稱為4線串行總線，分別是SDI(數(shù)據(jù)輸入)、SDO(數(shù)據(jù)輸出)、SCLK(時(shí)鐘)、CS(片選)。

(a)SDO/MOSI – 主設(shè)備數(shù)據(jù)輸出，從設(shè)備數(shù)據(jù)輸入;

(b)SDI/MISO – 主設(shè)備數(shù)據(jù)輸入，從設(shè)備數(shù)據(jù)輸出;

(c)SCLK – 時(shí)鐘信號(hào)，由主設(shè)備產(chǎn)生;

(d)CS/SS – 從設(shè)備使能信號(hào)，由主設(shè)備控制。

在SPI總線上，某一時(shí)刻可以出現(xiàn)多個(gè)從設(shè)備，但只能存在一個(gè)主設(shè)備，主設(shè)備通過(guò)片選線來(lái)確定要通信的從設(shè)備。這就要求從設(shè)備的MISO口具有三態(tài)特性，使得該口線在設(shè)備未被選通時(shí)表現(xiàn)為高阻抗。

3、數(shù)據(jù)傳輸

在一個(gè)SPI時(shí)鐘周期內(nèi)，會(huì)完成如下操作：

1) 主設(shè)備通過(guò)MOSI線發(fā)送1位數(shù)據(jù)，從設(shè)備通過(guò)該線讀取這1位數(shù)據(jù);

2) 從設(shè)備通過(guò)MISO線發(fā)送1位數(shù)據(jù)，主設(shè)備通過(guò)該線讀取這1位數(shù)據(jù);

這是通過(guò)移位寄存器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。如圖所示，主設(shè)備和從設(shè)備各有一個(gè)移位寄存器，且二者連接成環(huán)。隨著時(shí)鐘脈沖，數(shù)據(jù)按照從高位到低位的方式依次移出主設(shè)備寄存器和從機(jī)寄存器，并且依次移入從設(shè)備寄存器和主設(shè)備寄存器。當(dāng)寄存器中的內(nèi)容全部移出時(shí)，相當(dāng)于完成了兩個(gè)寄存器內(nèi)容的交換。

4、內(nèi)部工作機(jī)制

SSPSR 是 SPI 設(shè)備內(nèi)部的移位寄存器(Shift Register). 它的主要作用是根據(jù) SPI 時(shí)鐘信號(hào)狀態(tài), 往 SSPBUF 里移入或者移出數(shù)據(jù), 每次移動(dòng)的數(shù)據(jù)大小由Bus-Width 以及 Channel-Width 所決定。