SPI协议

╰半夏微凉° 2023-06-10 06:22 139阅读 0赞

#### SPI协议 ####

SPI是串行外设接口（Serial Peripheral Interface）的缩写，是一种高速的，全双工，同步的通信总线。  
SPI以主从方式工作，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）。分别是`数据输入SDI(主设备输出)`，`数据输出SDO(主设备输出)`，`时钟SCK(主设备产生)`，`片选CS(主设备控制)`。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2h6bGFybQ_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
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。

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；但通信双方必须工作在同一模式下，所以我们可以通过配置`CPOL(时钟极性)`和`CPHA(时钟相位)`控制主设备的通信模式:

Mode0：CPOL=0，CPHA=0
    Mode1：CPOL=0，CPHA=1
    Mode2：CPOL=1，CPHA=0
    Mode3：CPOL=1，CPHA=1

CPOL：时钟极性选择，为0时SPI总线空闲为低电平，为1时SPI总线空闲为高电平  
CPHA：时钟相位选择，为0时在SCK第一个跳变沿采样，为1时在SCK第二个跳变沿采样

注意的是，由于主设备的SDO连接从设备的SDI，从设备的SDO连接主设备的SDI，从设备SDI接收的数据是主设备的SDO发送过来的，主设备SDI接收的数据是从设备SDO发送过来的，所以主设备这边SPI时钟极性的配置（即SDO的配置）跟从设备的SDI接收数据的极性是相反的，跟从设备SDO发送数据的极性是相同的

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2h6bGFybQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
（1）如何判断CPOL：SCLK的空闲时候的电压，是0还是1，决定了CPOL是0还是1；  
（2）如何判断CPHA：而数据采样时刻对应着的SCLK的电平，是第一个边沿还是第二个边沿，对应着CPHA为0还是1。

【软件中如何设置SPI的极性和相位】

SPI分主设备和从设备，两者通过SPI协议通讯。  
而设置SPI的模式，是从设备的模式，决定了主设备的模式。

所以要先去搞懂从设备的SPI是何种模式，然后再将主设备的SPI的模式，设置和从设备相同的模式，即可正常通讯。

对于从设备的SPI是什么模式，有两种：

（1）固定的，有SPI从设备硬件决定的

SPI从设备，具体是什么模式，相关的datasheet中会有描述，需要自己去datasheet中找到相关的描述，即：

关于SPI从设备，在空闲的时候，是高电平还是低电平，即决定了CPOL是0还是1；

然后再找到关于设备是在上升沿还是下降沿去采样数据，这样就是，在定了CPOL的值的前提下，对应着可以推算出CPHA是0还是1了。

（2）可配置的，由软件自己设定

从设备也是一个SPI控制器，4种模式都支持，此时只要自己设置为某种模式即可。

然后知道了从设备的模式后，再去将SPI主设备的模式，设置为和从设备模式一样，即可。

对于如何配置SPI的CPOL和CPHA的话，不多细说，多数都是直接去写对应的SPI控制器中对应寄存器中的CPOL和CPHA那两位，写0或写1即可。

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