SPI通信协议（SPI总线）学习
作者：互联网
SPI是串行外设接口(Serial Peripheral Interface)的缩写。是 Motorola 公司推出的一
种同步串行接口技术，是一种高速的，全双工，同步的通信总线。
支持全双工通信
通信简单
数据传输速率块
没有指定的流控制，没有应答机制确认是否接收到数据，
所以跟IIC总线协议比较在数据可靠性上有一定的缺陷。
1）：高速、同步、全双工、非差分、总线式
2）：主从机通信模式1）：SPI的通信原理很简单，它以主从方式工作，这种模式通常有一个主设备和一个或多
个从设备，需要至少4根线，事实上3根也可以(单向传输时)。也是所有基于SPI的设备共
有的，它们是SDI(数据输入)、SDO(数据输出)、SCLK(时钟)、CS(片选)。
(1)SDO/MOSI – 主设备数据输出，从设备数据输入;
(2)SDI/MISO – 主设备数据输入，从设备数据输出;
(3)SCLK – 时钟信号，由主设备产生;
(4)CS/SS – 从设备使能信号，由主设备控制。当有多个从设备的时候，因为每个从设
备上都有一个片选引脚接入到主设备机中，当我们的主设备和某个从设备通信时将需
要将从设备对应的片选引脚电平拉低或者是拉高。
2）：需要说明的是，我们SPI通信有4种不同的模式，不同的从设备可能在出厂是就是配
置为某种模式，这是不能改变的；但我们的通信双方必须是工作在同一模式下，所以我们
可以对我们的主设备的SPI模式进行配置，通过CPOL（时钟极性）和CPHA（时钟相位）来
控制我们主设备的通信模式，具体如下：
Mode0：CPOL=0，CPHA=0
Mode1：CPOL=0，CPHA=1
Mode2：CPOL=1，CPHA=0
Mode3：CPOL=1，CPHA=1
时钟极性CPOL是用来配置SCLK的电平出于哪种状态时是空闲态或者有效态，时钟相位CPHA
是用来配置数据采样是在第几个边沿：
CPOL=0，表示当SCLK=0时处于空闲态，所以有效状态就是SCLK处于高电平时
CPOL=1，表示当SCLK=1时处于空闲态，所以有效状态就是SCLK处于低电平时
CPHA=0，表示数据采样是在第1个边沿，数据发送在第2个边沿
CPHA=1，表示数据采样是在第2个边沿，数据发送在第1个边沿
例如：
CPOL=0，CPHA=0：此时空闲态时，SCLK处于低电平，数据采样是在第1个边沿，也就是
SCLK由低电平到高电平的跳变，所以数据采样是在上升沿(准备数据），（发送数据）数据发送是在下降沿。CPOL=0，CPHA=1：此时空闲态时，SCLK处于低电平，数据发送是在第1个边沿，也就是
SCLK由低电平到高电平的跳变，所以数据采样是在下降沿，数据发送是在上升沿。
CPOL=1，CPHA=0：此时空闲态时，SCLK处于高电平，数据采集是在第1个边沿，也就是
SCLK由高电平到低电平的跳变，所以数据采集是在下降沿，数据发送是在上升沿。
CPOL=1，CPHA=1：此时空闲态时，SCLK处于高电平，数据发送是在第1个边沿，也就是
SCLK由高电平到低电平的跳变，所以数据采集是在上升沿，数据发送是在下降沿。
1 /*
2 函数功能：模拟SPI总线发送并且接收一个字节
3 函数形参：需要发送的数据
4 函数返回值：接收道的结果
5 备注：通信速度：100MHz
6 */
7 u8 spi_send_and_recive_byte(u8 send_byte_data)
8 {
9 u8 recive_byte_data = 0;
10 u8 value = 0;
11
12 //下降沿准备数据；上升沿发送并且接收数据
13 for(value = 0; value < 8; value++)
14 {
15 CLK = 0;//让主从设备准备数据
16 if(send_byte_data & (0x80 >> value))
17 {
18 MOSI = 1;
19 }
20 else
21 {
22 MOSI = 0;
23 }
24 CLK = 1;//让主从设备发送并且接收数据
25 recive_byte_data <<= 1;
26 recive_byte_data |= MISO;
27 }
28
29 }
View Code
需要注意的是：我们的主设备能够控制时钟，因为我们的SPI通信并不像UART或者IIC通信
那样有专门的通信周期，有专门的通信起始信号，有专门的通信结束信号；所以我们的
SPI协议能够通过控制时钟信号线，当没有数据交流的时候我们的时钟线要么是
保持高电平要么是保持低电平。
最后，再附上用IO口来模拟的四种SPI模式程序，仅作参考理解用，还要根据实际情况改写，如下：
1 //表示相关引脚高低电平，要根据实际引脚修改。 2 SSEL_D(0) SSEL_D(1) //片选 3 SCK_D(0) SCK_D(1) //时钟信号 4 MOSI_D(0) MOSI_D(1) //SDO 5 MISO_I(0) MISO_I(1) //SDI 6 #define _CPOL 1 //时钟极性 7 #define _CPHA 0 //时钟相位 8 //延时子程序 9 void delay() 10 unsigned char m,n; 11 for(n=0;n<5;n++); 12 for(m=0;m<100;m++); 13 /********************************************** 14 ***********************************************/头部
1 #if _CPOL==0&&_CPHA==0 //MODE 0 0 2 void SPI_Send_Dat(unsigned char dat) 3 unsigned char n; 4 for(n=0;n<8;n++) 5 SCK_D(0); 6 if(dat&0x80)MOSI_D(1); 7 else MOSI_D(0); 8 dat<<=1; 9 SCK_D(1); 10 SCK_D(0); 11 /********************************************* 12 *********************************************/ 13 unsigned char SPI_Receiver_Dat(void) 14 unsigned char n ,dat,bit_t; 15 for(n=0;n<8;n++) 16 SCK_D(0); 17 dat<<=1; 18 if(MISO_I())dat|=0x01; 19 else dat&=0xfe; 20 SCK_D(1); 21 SCK_D(0); 22 return dat; 23 #endif 24 /********************************************* 25 *********************************************/模式0
1 #if _CPOL==0&&_CPHA==1 //MODE 0 1（上升沿准备，下降沿发送） 2 void SPI_Send_Dat(unsigned char dat) 3 unsigned char n; 4 SCK_D(0); 5 for(n=0;n<8;n++) 6 SCK_D(1); 7 if(dat&0x80)MOSI_D(1); 8 else MOSI_D(0); 9 dat<<=1; 10 SCK_D(0); 11 /********************************************* 12 *********************************************/ 13 unsigned char SPI_Receiver_Dat(void) 14 unsigned char n ,dat,bit_t; 15 for(n=0;n<8;n++) 16 SCK_D(1); 17 dat<<=1; 18 if(MISO_I())dat|=0x01; 19 else dat&=0xfe; 20 SCK_D(0); 21 SCK_D(0); 22 return dat; 23 #endif 24 /********************************************** 25 ***********************************************/模式1
1 #if _CPOL==1&&_CPHA==0 //MODE 1 0 2 void SPI_Send_Dat(unsigned char dat) 3 unsigned char n; 4 for(n=0;n<8;n++) 5 SCK_D(1); 6 if(dat&0x80)MOSI_D(1); 7 else MOSI_D(0); 8 dat<<=1; 9 SCK_D(0); 10 SCK_D(1); 11 /********************************************* 12 *********************************************/ 13 unsigned char SPI_Receiver_Dat(void) 14 unsigned char n ,dat,bit_t; 15 for(n=0;n<8;n++) 16 SCK_D(1); 17 dat<<=1; 18 if(MISO_I())dat|=0x01; 19 else dat&=0xfe; 20 SCK_D(0); 21 SCK_D(1); 22 return dat; 23 #endif 24 /********************************************** 25 ***********************************************/模式2
1 #if _CPOL==1&&_CPHA==1 //MODE 1 1
2 void SPI_Send_Dat(unsigned char dat)
3 unsigned char n;
4 SCK_D(1);
5 for(n=0;n<8;n++)
6 SCK_D(0);
7 if(dat&0x80)MOSI_D(1);
8 else MOSI_D(0);
9 dat<<=1;
10 SCK_D(1);
11 /************************************
12 ************************************/
13 unsigned char SPI_Receiver_Dat(void)
14 unsigned char n ,dat,bit_t;
15 SCK_D(0);
16 for(n=0;n<8;n++)
17 { SCK_D(0);
18 dat<<=1;
19 if(MISO_I())dat|=0x01;
20 else dat&=0xfe;
21 SCK_D(1);
22 SCK_D(1);
23 return dat;
24 #endif
模式3
标签：CPOL,CPHA,总线,通信协议,SPI,SCLK,数据,设备 来源： https://www.cnblogs.com/zhouyuqing1024/p/11847339.html