SPI总线协议

SPI总线协议

0. 概述

• 数据线:
  SCL  ：同步时钟线，用于控制时序，可通过CPOL设置极性
  MOSI ：主机发送-从机接收 数据线
  MISO ：主机接收-从机发送 数据线
  CS/NSS：片选信号线，低电平有效，但是每个从设备都想要一根CS线，占用引脚多
  
• 支持全双工通信
  
• 高速片上通信协议：
  支持MHz级速率（取决于设备）
  波特率 = SCK 时钟频率
  

1. 四个参数

1. LSB/MSB: 大端小端选择

示例如下图)

2. 8-bit/16bit: 字长选择

3. 时钟极性(CPOL):

• CPOL = 0：SCL空闲状态为低电平
  
• CPOL = 1：SCL空闲状态为高电平
  示例如下图)
  
  
  
  

4. 时钟相位(CPHA):

• CPHA= 0：在时钟信号SCK的第一个跳变沿采样
  
• CPHA = 1：在时钟信号SCK的第二个跳变沿采样
  

示例如下图)

2. 四种时钟模式

• tip：若发送数据在上升沿，则接收数据在下降沿，反之
  

模式CPOLCPHASCL 空闲电平主设备更新数据（MOSI）主设备采样数据（MISO）从设备采样数据（MOSI）从设备更新数据（MISO）000低电平下降沿上升沿上升沿下降沿101低电平上升沿下降沿下降沿上升沿210高电平上升沿下降沿下降沿上升沿311高电平下降沿上升沿上升沿下降沿3. 多从机模式

3.1 多CS模式 ：每个从机都需要一根单独的CS线

3.2 菊花链(环形)拓扑：

• 菊花链的最大缺点是因为是信号串行传输，所以一旦数据链路中的某设备发生故障的时候，它下面优先级较低的设备就不可能得到服务了；
  
• 另一方面，距离主机越远的从机，获得服务的优先级越低，数据的转发次数越多，所以需要安排好从机的优先级
  

4.优缺点：

4.1 优点：

• 全双工串行通信
  
• 通信速率高
  
• 配置简单
  
• 硬件结构简单，从机使用主机时钟
  

4.2 缺点

• 通常只支持一个主机
  
• 需要更多的引脚
  
• 没有物理层的错误检测协议
  
• 没有硬件从机应答信号
  
• 通信距离短(片上通信)
  

5.参考链接

SPI协议详解（图文并茂+超详细） - 知乎
图片来源：B站up主 铁头山羊

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