SPI总线协议及SPI时序图详解
SPI协议介绍ppt课件
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内部结构图
SPI总线
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传输模式
根据时钟极性(CPOL)及相位(CPHA)不同可 以组合成4种工作模式：SPI0，SPI1，SP2， SP3.
（1）SPI0：CPOL=0,CPHA=0 （2）SPI1：CPOL=0,CPHA=1 （3）SPI2：CPOL=1,CPHA=0 （4）SPI3：CPOL=1,CPHA=1
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传输模式
• 时钟极性(CPOL)定义了时钟空闲状态电平， 对传输协议没有重大影响。
• CPOL=0：时钟空闲状态为低电平。 • CPOL=1：时钟空闲状态为高电平。
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传输模式
• 时钟相位(CPHA)定义数据的采样时间。 • CPHA=0：在时钟的第一个跳变沿(上升沿或
下降沿)进行数据采样。 • CPHA=1：在时钟的第二个跳变沿(上升沿或
SPI协议应用
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主要内容
• SPI总线介绍 • 传输模式 • 时序分析 • SPI特点总结
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Sபைடு நூலகம்I总线介绍
• SPI接口是Motorola首先提出的全双工三线 同步串行外围接口，采用主从模式架构， 支持多从设备应用，一般只支持单主设备。
• 时钟由主设备控制，数据在时钟脉冲下按 位传输，高位在前。
下降沿)进行数据采样。
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传输模式
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传输模式
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传输模式
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传输模式对比
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时序分析
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特点
• 优点： （1）接口简单，利于硬件设计与实现。 （2）时钟速度快，且没有系统开销。 （3）相对抗干扰能力强，传输稳定。
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特点
缺点： （1）缺乏流控制机制，无论主器件还是从器
SPI总线规范
SPI总线规范SPI是英文Serial Peripheral Interface的缩写，中文意思是串行外围设备接口，SPI是Motorola公司推出的一种同步串行通讯方式，是一种三线同步总线，因其硬件功能很强，与SPI有关的软件就相当简单，使CPU有更多的时间处理其他事务。
SPI概述SPI：高速同步串行口。
3～4线接口，收发独立、可同步进行.SPI，是英语Serial Peripheral interface的缩写，顾名思义就是串行外围设备接口。
是Motorola首先在其MC68HCX X系列处理器上定义的。
SPI接口主要应用在EEPROM，FLASH，实时时钟，AD转换器，还有数字信号处理器和数字信号解码器之间。
SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，现在越来越多的芯片集成了这种通信协议，比如AT91RM9200.SPI总线系统是一种同步串行外设接口，它可以使MCU与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息。
外围设置FLASH RAM、网络控制器、LCD显示驱动器、A/D转换器和MCU等。
SPI总线系统可直接与各个厂家生产的多种标准外围器件直接接口，该接口一般使用4条线：串行时钟线（SCK）、主机输入/从机输出数据线MISO、主机输出/从机输入数据线MOSI和低电平有效的从机选择线SS(有的SPI接口芯片带有中断信号线INT或INT、有的SPI接口芯片没有主机输出/从机输入数据线MOSI)。
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），SCK（时钟），CS（片选）。
（1）SDO –主设备数据输出，从设备数据输入（2）SDI –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 –从设备使能信号，由主设备控制其中CS是控制芯片是否被选中的，也就是说只有片选信号为预先规定的使能信号时（高电位或低电位），对此芯片的操作才有效。
SPI时序流程图
SPI 时序流程图 主程序入口（MainP） 写允许命令 （WrenP） 写禁止命令 （WrdiP） 写字节（WrbtP）
CS=1;SO=1 SCK=0;SI=0
SCK=0 CS=0
SCK=0 CS=0
WRBYTE=AddressL
C=1 N
Y
Lcall WriteP
Lcall WriteP SI=0
SI=1
WRBYTE=Byte_Data0
Lcall ReadP SCK=1 CL=CL-1
Lcall WriteP
Lcall ReadP
WRBYTE=Byte_Data1
Lcall ReadP
N CL=0 读字节程序(ReadP) (出口参数：AL)
读页面（RdpgP）
写字节程序(WriteP) (入口参数：AL)
SCK=0 CS=0
SCK=0 CS=0
CL <= 0x08
WRBYTE=02H addressH
WRBYTE=03H addressH SCK=0 C<=AL(msb…lsb)<=0
Lcall WriteP
Lcall WriteP
WRBYTE=AddressL
SCK=0 CS=1
Lcall RdsrP Y WRBYTE.0=0
N AL.0=0
AL.0=1
Lcall Wip_Poll CL=CL-1 AL=AL-1 RET N N AL=0 Y RET RET N CL=0 Y
Lcall WriteP
Lcall WriteP
Lcall WriteP
spi工作模式
spi工作模式SPI（Serial Peripheral Interface）是一种同步串行数据总线，它是一种简单而高效的通信协议，常用于连接微控制器和外部设备，如传感器、存储器、显示屏等。
SPI工作模式是一种全双工的通信模式，它通过四根线进行通信，包括时钟线（SCLK）、数据输入线（MISO）、数据输出线（MOSI）和片选线（SS）。
SPI工作模式的时序图如下所示：在SPI通信中，主设备负责产生时钟信号，并通过片选线选择从设备。
主设备通过MOSI线发送数据给从设备，在同一时钟周期内，从设备也通过MISO线返回数据给主设备。
因此，SPI是一种全双工的通信方式，能够实现双向数据传输。
SPI通信的速度取决于时钟频率和数据传输的位数。
在SPI工作模式中，时钟信号的频率是可调的，可以根据实际需求进行设置。
一般来说，SPI的时钟频率可以达到几十MHz甚至上百MHz，因此具有较高的数据传输速度。
SPI通信的片选线（SS）用于选择从设备。
在多个从设备的情况下，主设备可以通过片选线选择要和其通信的从设备，其他从设备则处于非选中状态。
这样就可以实现多个从设备和一个主设备之间的通信，提高了系统的灵活性和可扩展性。
SPI通信具有较低的硬件成本，因为它只需要四根线就可以实现双向数据传输。
这使得SPI在嵌入式系统中得到广泛应用，例如单片机和外围设备之间的通信、传感器和控制器之间的数据传输等。
总的来说，SPI工作模式是一种简单而高效的通信方式，具有较高的数据传输速度和较低的硬件成本。
它在嵌入式系统中得到了广泛的应用，为微控制器和外部设备之间的通信提供了一种可靠的解决方案。
希望本文对SPI工作模式有所了解，并能在实际应用中发挥作用。
(完整)spi总线协议详细说明
SPI总线原理与应用篇《电子制作》2008年9月站长原创，如需引用请注明出处大家好，通过以前的学习，我们已经对51单片机综合学习系统的使用方法及学习方式有所了解与熟悉，学会了使用IIC总线的基本知识，体会到了综合学习系统的易用性与易学性，这一期我们将一起学习SPI总线的基本原理与应用实例。
先看一下我们将要使用的51单片机综合学习系统能完成哪些实验与产品开发工作：分别有流水灯，数码管显示，液晶显示，按键开关，蜂鸣器奏乐，继电器控制，IIC总线，SPI 总线，PS/2实验，AD模数转换，光耦实验，串口通信，红外线遥控，无线遥控，温度传感，步进电机控制等等。
主体系统如图1所示，其配套书本教程《单片机快速入门》如图2所示。
图1 51单片机综合学习系统主机部分图片图2 51单片机综合学习系统配套书本教程——《单片机快速入门》上图是我们将要使用的51单片机综合学习系统硬件平台，如图1所示，本期实验我们用到了综合系统主机、板载的AT93C46芯片，综合系统其它功能模块原理与使用详见前几期《电子制作》杂志及后期连载教程介绍。
SPI总线简介SPI总线基本概念SPI ( Serial Peripheral Interface ———串行外设接口) 总线是Motorola公司推出的一种同步串行接口技术。
SPI总线系统是一种同步串行外设接口,允许MCU 与各种外围设备以串行方式进行通信、数据交换。
外围设备包括FLASHRAM、A/ D 转换器、网络控制器、MCU 等。
SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，现在越来越多的芯片集成了这种通信协议。
其工作模式有两种：主模式和从模式。
SPI是一种允许一个主设备启动一个从设备的同步通讯的协议，从而完成数据的交换。
也就是SPI是一种规定好的通讯方式。
这种通信方式的优点是占用端口较少，一般4根就够基本通讯了（不算电源线）。
spi时序图怎么看？spi时序图详解分析
spi时序图怎么看？spi时序图详解分析https:///is/ecFhoa5/我做产品的时候，最怕就是做IIC和SPI的通信。
这两种协议时序哪怕是延时时间有误差，都有可能导致通信不上。
出现问题的时候，如果没设备也很难排查问题到底出在哪⾥。
有时候这个产品写好的时序程序，换⼀个单⽚机⽤同⼀个程序移植过去就不⾏了。
⽽且很多公司都没有设备可以调试这些协议，⼤多数时候都是完全靠蒙。
今天就拿新⼿⽐较头痛的SPI来进⾏时序图的分析和讲解，看不懂你打我！我记得第⼀次SPI通讯的时候，完全是照抄⽹络上的程序，因为芯⽚⼿册的时序图看起来太可怕了，根本看不懂。
后⾯各种模拟时序写多了，才有了经验，然后⽤经验去理解数据⼿册以及⽹络上的教程。
很多新⼿看各种数据⼿册和教程被吓到了，其实很多时候不是你的问题，⽽是数据⼿册和教程写得太学术化了。
举个例⼦，就像SPI协议⽤CPOL和CPHA真值表来选择不同的模式。
因为在很多SPI接⼝芯⽚的数据⼿册根本没提CPOL和CPHA这两个东西，那要怎么知道芯⽚的通讯模式？其实是要我们⾃⼰根据芯⽚⼿册的时序图去分析模式的，⽽不会直接告诉你是⽤的哪个模式。
所以在看时序之前，我们先要了解CPOL和CPHA到底有啥区别。
CPHA是⽤来控制数据是在第⼀个跳变沿还是第⼆个跳变沿采集的。
通过上图可以看到：CPHA=0的时候，数据是在第⼀个跳变沿的时候就会被采集。
CPHA=1的时候，数据是在第⼆个跳变沿的时候才会被采集。
那问题来了，到底是上升沿还是下降沿采集？这个就由CPOL来决定了：CPOL=0的时候是上升沿采集。
CPOL=1的时候是下降沿采集。
除此以外，CPOL还决定了我们时钟线SCLK空闲时的状态。
除此以外，CPOL还决定了我们时钟线SCLK空闲时的状态。
CPOL=0的时候表⽰SCLK在空闲时为低电平。
CPOL=1的时候表⽰SCLK在空闲时为⾼电平。
Ok，明⽩了这个，我们再分析4种模式的时序图。
1. 模式0(CPOL=0 CPOL=0)CPOL = 0：时钟线空闲时是低电平，第1个跳变沿是上升沿，第2个跳变沿是下降沿CPHA = 0：数据在第1个跳变沿（上升沿）采样时序图如下：2.模式1(CPOL=0 CPOL=1)CPOL = 0：空闲时是低电平，第1个跳变沿是上升沿，第2个跳变沿是下降沿CPHA = 1：数据在第2个跳变沿（下降沿）采样时序图如下：3.模式2(CPOL=1 CPOL=0)CPOL = 1：空闲时是⾼电平，第1个跳变沿是下降沿，第2个跳变沿是上升沿CPHA = 0：数据在第1个跳变沿（下降沿）采样时序图如下：4.模式3(CPOL=1 CPOL=1)CPOL = 1：空闲时是⾼电平，第1个跳变沿是下降沿，第2个跳变沿是上升沿CPHA = 1：数据在第2个跳变沿（上升沿）采样时序图如下：这样看是不是对4种模式的区别⽐较清晰了？下⾯，我们再拿OLED的驱动芯⽚SSD1306的时序图来作为实战讲解。
CAN、I2S、I2C、SPI、SSP 总线协议
标签：无标签一、 SPI 总线说明串行外围设备接口 SPI (serial peripheral interface)总线技术是Motorola 公司推出的一种同步串行接口， Motorola 公司生产的绝大多数 MCU(微控制器)都配有 SPI 硬件接口，如 68 系列 MCU。
SPI 用于 CPU 与各种外围器件进行全双工、同步串行通讯。
SPI 可以同时发出和接收串行数据。
它只需四条线就可以完成 MCU 与各种外围器件的通讯，这四条线是：串行时钟线(CSK)、主机输入/从机输出数据线(MISO)、主机输出/从机输入数据线(MOSI)、低电平有效从机选择线 CS。
这些外围器件可以是简单的 TTL 移位寄存器，复杂的 LCD 显示驱动器， A/D、D/A 转换子系统或者其他的 MCU。
当 SPI 工作时，在移位寄存器中的数据逐位从输出引脚(MOSI)输出(高位在前)，同时从输入引脚(MISO) 接收的数据逐位移到移位寄存器(高位在前)。
发送一个字节后，从另一个外围器件接收的字节数据进入移位寄存器中。
主 SPI 的时钟信号 (SCK) 使传输同步。
其典型系统框图如下图所示。
SPI 主要特点有: 可以同时发出和接收串行数据 ;可以当做主机或者从机工作 ;提供频率可编程时钟 ;发送结束中断标志 ;写冲突保护 ;总线竞争保护等。
图 2 示出 SPI 总线工作的四种方式，其中使用的最为广泛的是 SPI0 和 SPI3 方式(实线表示):SPI 模块为了和外设进行数据交换，根据外设工作要求，其输出串行同步时钟极性和相位可以进行配置，时钟极性(CPOL)对传输协议没有重大的影响。
如果 CPOL="0"，串行同步时钟的空暇状态为低电平；如果 CPOL=1，串行同步时钟的空暇状态为高电平。
时钟相位 (CPHA) 能够配置用于选择两种不同的传输协议之一进行数据传输。
如果 CPHA=0，在串行同步时钟的第一个跳变沿(上升或者下降)数据被采样；如果 CPHA=1，在串行同步时钟的第二个跳变沿(上升或者下降) 数据被采样。
SPI总线简介及原理
SPI总线简介及原理2009-12-29 10:52SPI（Serial Peripheral Interface）是一种串行同步通讯协议，由一个主设备和一个或多个从设备组成，主设备启动一个与从设备的同步通讯，从而完成数据的交换。
SPI 接口由SDI（串行数据输入），SDO（串行数据输出），SCK（串行移位时钟），CS（从使能信号）四种信号构成，CS 决定了唯一的与主设备通信的从设备，如没有CS 信号，则只能存在一个从设备，主设备通过产生移位时钟来发起通讯。
通讯时，数据由SDO 输出，SDI 输入，数据在时钟的上升或下降沿由SDO 输出，在紧接着的下降或上升沿由SDI 读入，这样经过8/16 次时钟的改变，完成8/16 位数据的传输。
SPI通信该总线通信基于主-从配置。
它有以下4个信号：MOSI:主出/从入MISO:主入/从出SCK:串行时钟SS:从属选择芯片上“从属选择”(slave-select)的引脚数决定了可连到总线上的器件数量。
在SPI传输中，数据是同步进行发送和接收的。
数据传输的时钟基于来自主处理器的时钟脉冲，摩托罗拉没有定义任何通用SPI的时钟规范。
然而，最常用的时钟设置基于时钟极性(CPOL)和时钟相位(CPHA)两个参数，CPOL定义SPI串行时钟的活动状态，而CPHA定义相对于SO-数据位的时钟相位。
CPOL和CPHA的设置决定了数据取样的时钟沿。
数据方向和通信速度SPI传输串行数据时首先传输最高位。
波特率可以高达5Mbps，具体速度大小取决于SPI硬件。
例如，Xicor公司的SPI串行器件传输速度能达到5MHz。
SPI总线接口及时序SPI总线包括1根串行同步时钟信号线以及2根数据线。
SPI模块为了和外设进行数据交换，根据外设工作要求，其输出串行同步时钟极性和相位可以进行配置，时钟极性（CPOL）对传输协议没有重大的影响。
如果 CPOL=0，串行同步时钟的空闲状态为低电平；如果CPOL=1，串行同步时钟的空闲状态为高电平。
SPI总线的工作方式及原理详解
SPI总线的工作方式及原理详解SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，现在越来越多的芯片集成了这种通信协议。
SPI是一个环形总线结构，由ss(cs)、sck、sdi、sdo构成，其时序其实很简单，主要是在sck的控制下，两个双向移位寄存器进行数据交换。
SPI总线是Motorola公司推出的三线同步接口，同步串行3线方式进行通信：一条时钟线SCK，一条数据输入线MOSI，一条数据输出线MISO；用于CPU与各种外围器件进行全双工、同步串行通讯。
SPI主要特点有：可以同时发出和接收串行数据；可以当作主机或从机工作；提供频率可编程时钟；发送结束中断标志；写冲突保护；总线竞争保护等。
SPI总线有四种工作方式(SP0，SP1，SP2，SP3)，其中使用的最为广泛的是SPI0和SPI3方式。
SPI模块为了和外设进行数据交换，根据外设工作要求，其输出串行同步时钟极性和相位可以进行配置，时钟极性(CPOL)对传输协议没有重大的影响。
如果CPOL=0，串行同步时钟的空闲状态为低电平；如果CPOL=1，串行同步时钟的空闲状态为高电平。
时钟相位(CPHA)能够配置用于选择两种不同的传输协议之一进行数据传输。
如果CPHA=0，在串行同步时钟的第一个跳变沿(上升或下降)数据被采样；如果CPHA=1，在串行同步时钟的第二个跳变沿(上升或下降)数据被采样。
SPI主模块和与之通信的外设音时钟相位和极性应该一致。
SPI时序详解---SPI接口在模式0下输出第一位数据的时刻SPI接口有四种不同的数据传输时序，取决于CPOL和CPHL这两位的组合。
图1中表现了这四种时序，时序与CPOL、CPHL的关系也可以从图中看出。
图1CPOL是用来决定SCK时钟信号空闲时的电平，CPOL＝0，空闲电平为低电平，CPOL＝1时，空闲电平为高电平。
SPI时序分析和基础知识总结
在QSPI模块的QWR寄存器中，NEWQP和ENDQP域分别决定了传输队列的起 始点和结束点。起始点和结束点可以是16个QSPI传输控制组的任意一个。当QSPI 传输启动时，QSPI模块将从起始点开始依次发送准备好的数据直到结束点，整个过 程无需CPU干预。典型的QSPI传输流程如图2所示，其中QP为传输队列指针，指向 即将传输的数据。
同时，它也具有如下缺点： 1) 需要占用主机较多的口线（每个从机都需要一根片选线）； 2) 只支持单个主机。 3) 没有指定的流控制，没有应答机制确认是否接收到数据。
除了时钟相位CPHA和时钟极性CPOL外，在SPI总线进行通信时，还有其他需要 设置的参数，如SPR-状态控制寄存器。
在从器件时钟频率小于主器件时钟频率时，如果SCK的速率设得太快，将导致接收 到的数据不正确（SPI接口本身难以判断收到的数据是否正确，要在软件中处理）。
SPI接口属于一种非常基本的外设接口，但是应用却很广泛。SPI也有所发展， 比兔NS推出的SPI的精简接口Microwire，满足通常外设的扩展需求。Motorola 还推出了扩展功能的QSPI（Queued SPI）接口，应用更为广泛。
SPI接口具有如下优点： 1) 支持全双工操作； 2) 操作简单； 3) 数据传输速率较高； 4) 提供频率可编程时钟
SPI时序分析和基础知识总结
一、SPI总线的历史 二、SPI总线接口定义 三、SPI总线的工作方式和传输时序 四、SPI与I2C的异同点 五、SPI总线的优缺点 六、SPI总线的设置 七、SPI与SD卡信号 八、关于QSPI
SPI通讯方式
SPISPI总线协议及SPI时序图详解SPI，是英语Serial Peripheral Interface的缩写，顾名思义就是串行外围设备接口。
SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，现在越来越多的芯片集成了这种通信协议。
SPI是一个环形总线结构，由ss(cs)、sck、sdi、sdo构成，其时序其实很简单，主要是在sck的控制下，两个双向移位寄存器进行数据交换。
上升沿发送、下降沿接收、高位先发送。
上升沿到来的时候，sdo上的电平将被发送到从设备的寄存器中。
下降沿到来的时候，sdi上的电平将被接收到主设备的寄存器中。
假设主机和从机初始化就绪：并且主机的sbuff=0xaa (10101010)，从机的sbuff=0x55 (01010101)，下面将分步对spi的8个时钟周期的数据情况演示一遍(假设上升沿发送数据)。
---------------------------------------------------脉冲主机sbuff 从机sbuff sdi sdo---------------------------------------------------0 00-0 10101010 01010101 0 0---------------------------------------------------1 0--1 0101010x 101010110 11 1--0 0101010010101011 0 1---------------------------------------------------2 0--1 1010100x 01010110 1 02 1--0 1010100101010110 10---------------------------------------------------3 0--1 0101001x 101011010 13 1--0 0101001010101101 0 1---------------------------------------------------4 0--1 1010010x 01011010 1 04 1--0 1010010101011010 10---------------------------------------------------5 0--1 0100101x 101101010 15 1--0 0100101010110101 0 1---------------------------------------------------6 0--1 1001010x 01101010 1 06 1--0 1001010101101010 10---------------------------------------------------7 0--1 0010101x 110101010 17 1--0 0010101011010101 0 1---------------------------------------------------8 0--1 0101010x 10101010 1 08 1--0 0101010110101010 10---------------------------------------------------这样就完成了两个寄存器8位的交换，上面的0--1表示上升沿、1--0表示下降沿，sdi、sdo相对于主机而言的。
SPI总线协议及SPI时序图详解
SPI总线协议及SPI时序图详解SPI，是英语Serial Peripheral Interface的缩写，顾名思义就是串行外围设备接口。
SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，现在越来越多的芯片集成了这种通信协议。
SPI是一个环形总线结构，由ss(cs)、sck、sdi、sdo构成，其时序其实很简单，主要是在sck的控制下，两个双向移位寄存器进行数据交换。
上升沿发送、下降沿接收、高位先发送。
上升沿到来的时候，sdo上的电平将被发送到从设备的寄存器中。
下降沿到来的时候，sdi上的电平将被接收到主设备的寄存器中。
假设主机和从机初始化就绪：并且主机的sbuff=0xaa (10101010)，从机的sbuff=0x55 (01010101)，下面将分步对spi的8个时钟周期的数据情况演示一遍(假设上升沿发送数据)。
---------------------------------------------------脉冲主机sbuff 从机sbuff sdi sdo---------------------------------------------------0 00-0 10101010 01010101 0 0---------------------------------------------------1 0--1 0101010x 10101011 0 11 1--0 01010100 10101011 0 1---------------------------------------------------2 0--1 1010100x 01010110 1 02 1--0 10101001 01010110 1 0---------------------------------------------------3 0--1 0101001x 10101101 0 13 1--0 01010010 10101101 0 1---------------------------------------------------4 0--1 1010010x 01011010 1 04 1--0 10100101 01011010 1 0---------------------------------------------------5 0--1 0100101x 10110101 0 15 1--0 01001010 10110101 0 1---------------------------------------------------6 0--1 1001010x 01101010 1 06 1--0 10010101 01101010 1 0---------------------------------------------------7 0--1 0010101x 11010101 0 17 1--0 00101010 11010101 0 1---------------------------------------------------8 0--1 0101010x 10101010 1 08 1--0 01010101 10101010 1 0---------------------------------------------------这样就完成了两个寄存器8位的交换，上面的0--1表示上升沿、1--0表示下降沿，sdi、sdo相对于主机而言的。
SPI总线详细介绍
工作原理
双线和四线传输模式 双线SPI具有双I/O接口，与标准串行闪存设备相比，其传输速率可提高一倍。 MISO和MOSI数据引脚以半双工模式运行，每个时钟周期发送两个位。MOSI线变 为IO0，而MISO线变为IO1。 四线SPI与双线SPI类似，但吞吐量提高了四倍。添加了两条额外的数据线，每个 时钟周期传输4位，数据线为IO0、IO1、IO2和IO3。
菊花链级联方式走线的长度和走线的数量上相较与并联的级联方式有较明显的优势,但是该 种级联方式也限制了SPI总线对单个从机设备的读写操作。可以把每个从机看做移位寄存 器,在移位脉冲（SCLK）的作用下,串行数据从主机MOSI 输出,经由从机 SDI 管脚移入从机 DCP0，然后由 DCP0 的 SDO 管脚,移入 DPC1 的内部寄存器。
电路设计
layout注意事项
1.串阻靠近发射端放置,如RQA6RQA10靠近PCH;RQA5靠近FLASH 2.信号上过孔允许最大数量7个,一般 走不到这么多
3.数据和时钟的走线长度差要求在
500mil以内。
备注：双负载和三负载的情况，在信号线的
4.数据线距5mil以上，时钟和其它 两端加串阻，阻值大小默认参考Design
工作原理
传输模式 标准传输模式 根据时钟极性（CPOL）及相位（CPHA）不同可以组合成4种工作模式：SPI0, SPI1，SPI2，SPI3;其中使用的最为广泛的是SPI0和SPI3方式（实线表示）
Mode CPOL
0
0
1
0
2
1
3
1
CPHA 0 1 0 1
极性和相位
工作原理
工作原理
0和3这两种模式的相同的地方是都在时钟上升沿采样传输数据，区别这两种方 式的简单方法就是看空闲时，时钟的电平状态，低电平为mode 0 ，高电平为 mode 3。
SPI协议简介及时序
SPI协议简介及时序1、什么是SPI？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。
2、数据传输速率：⼀般情况下，SPI模块的最⼤时钟频率为系统时钟频率的1/2(⼀个时钟周期，寄存器上升沿读数，下降沿出数)。
虽然SPI的传输速率主要受限于CPU处理SPI数据的能⼒，但在同另⼀个⾮常⾼速率的SPI设备通讯时，SPI的最⼤时钟频率将有可能制约其传输速率。
影响因素主要有：SPI的最⼤时钟频率、CPU处理SPI数据的能⼒、输出端驱动能⼒（板⼦输出端⼝所允许的最⼤信号传输速率）3、缺点没有指定的流控制，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。
4、特点SPI 规定了两个 SPI 设备之间通信必须由主设备 (Master) 来控制次设备 (Slave). ⼀个 Master 设备可以通过提供 Clock 以及对 Slave 设备进⾏⽚选 (Slave Select) 来控制多个 Slave 设备, SPI 协议还规定 Slave 设备的 Clock 由 Master 设备通过 SCK 管脚提供给 Slave 设备, Slave 设备本⾝不能产⽣或控制 Clock, 没有 Clock 则 Slave 设备不能正常⼯作.1）：⾼速、同步、全双⼯、⾮差分、总线式2）：主从机通信模式5、协议通信时序详解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(也叫从设备⽚选信号)，由主设备控制。
SPI总线协议及SPI时序图详解
SPI，是英语Serial Peripheral Interface的缩写，顾名思义就是串行外围设备接口。
SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，现在越来越多的芯片集成了这种通信协议。
SPI是一个环形总线结构，由ss(cs)、sck、sdi、sdo构成，其时序其实很简单，主要是在sck的控制下，两个双向移位寄存器进行数据交换。
上升沿发送、下降沿接收、高位先发送。
上升沿到来的时候，sdo上的电平将被发送到从设备的寄存器中。
下降沿到来的时候，sdi上的电平将被接收到主设备的寄存器中。
假设主机和从机初始化就绪：并且主机的sbuff=0xaa (10101010)，从机的sbuff=0x55 (01010101)，下面将分步对spi的8个时钟周期的数据情况演示一遍(假设上升沿发送数据)。
---------------------------------------------------脉冲主机sbuff 从机sbuff sdi sdo---------------------------------------------------0 00-0 10101010 01010101 0 0---------------------------------------------------1 0--1 0101010x 10101011 0 11 1--0 0101010010101011 0 1---------------------------------------------------2 0--1 1010100x 01010110 1 02 1--0 1010100101010110 1 0---------------------------------------------------3 0--1 0101001x 10101101 0 13 1--0 0101001010101101 0 1---------------------------------------------------4 0--1 1010010x 01011010 1 04 1--0 1010010101011010 1 0---------------------------------------------------5 0--1 0100101x 10110101 0 15 1--0 0100101010110101 0 1---------------------------------------------------6 0--1 1001010x 01101010 1 06 1--0 1001010101101010 1 0---------------------------------------------------7 0--1 0010101x 11010101 0 17 1--0 0010101011010101 0 1---------------------------------------------------8 0--1 0101010x 10101010 1 08 1--0 01010101 10101010 1 0---------------------------------------------------这样就完成了两个寄存器8位的交换，上面的0--1表示上升沿、1--0表示下降沿，sdi、sdo相对于主机而言的。
SPI协议详解
SPI协议详解SPI的四种模式是什么，然后你不会，总是会有点尴尬。
读了这篇文章，你会对SPI协议有一定的认识，也会对你的面试有帮助。
协议是为了规范收发双方的，好的协议不仅需要速度的保证，还需要传输稳定，可拓展等等。
#SPI协议简介SPI，是英语Serial Peripheral interface的缩写，顾名思义就是串行外围设备接口。
是Motorola首先在其MC68HCXX系列处理器上定义的。
SPI接口主要应用在 EEPROM，FLASH，实时时钟，AD转换器等芯片，还有数字信号处理器和数字信号解码器之间。
SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，现在越来越多的芯片集成了这种通信协议，比如AT91RM9200。
SPI主从模式硬件连接如下图4种工作模式波形时序如下图：#协议心得SPI接口时钟配置心得：在主设备配置SPI接口时钟的时候一定要弄清楚从设备的时钟要求，因为主设备的时钟极性和相位都是以从设备为基准的。
因此在时钟极性的配置上一定要搞清楚从设备是在时钟的上升沿还是下降沿接收数据，是在时钟的下降沿还是上升沿输出数据。
但要注意的是，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。
下面这段话是Sychip Wlan8100 Module Spec上说的，充分说明了时钟极性是如何配置的：The 81xx module will always input data bits at the rising edge of the clock, and the host will always output data bits on the falling edge of the clock.意思是：主设备在时钟的下降沿发送数据，从设备在时钟的上升沿接收数据。
SPI总线通俗易懂讲解
SPI总线通俗易懂讲解SPI总线MOTOROLA公司的SPI总线的基本信号线为3根传输线，即SI、SO、SCK。
传输的速率由时钟信号SCK决定，SI为数据输入、SO为数据输出。
采用SPI总线的系统如图8-27所示，它包含了一个主片和多个从片，主片通过发出片选信号-CS来控制对哪个从片进行通信，当某个从片的-CS信号有效时，能通过SI接收指令、数据，并通过SO发回数据。
而未被选中的从片的SO端处于高阻状态。
图8-27 SPI总线的系统主片在访问某一从片时，必须使该从片的片选信号有效；主片在SCK信号的同步下，通过SI线发出指令、地址信息；如需将数据输出，则接着写指令，由SCK同步在SI线上发出数据；如需读回数据，则接着读指令，由主片发出SCK，从片根据SCK的节拍通过SO发回数据。
因而对具有SPI接口的从片器件来讲，SCK、SI是输入信号，SO是输出信号。
SCK 用于主片和从片通信的同步。
SI用于将信息传输到器件，输入的信息包括指令、地址和数据，指令、地址和数据的变化在SCK的低电平期间进行，并由SCK信号的上升沿锁存。
SO用于将信息从器件传出，传出的信息包括状态和数据，信息在SCK信号的下降沿移出。
Microchip公司的25XX系列的串行E2PROM采用了SPI总线，该系列器件的性能如表8-2所示。
表8-2 Microchip公司的25XX系列的串行E2PROM型号25XX04025XX08025XX16025XX320容量4K（512 X 8bit）8K(1024 X 8bit)16K(4096 X 8bit)32K(4096 X 8bit)地址信号A0~A8A0~A9A0~A10A0~A11以25XX320为例，该器件是4K字节的E2PROM，结构如图8-28所示，接口信号为SCK、SI和SO，此外还具有-CS、-WP、-HOLD信号线。
其中-CS为器件选中信号，当此信号为低电平时器件被选中，高电平时器件处于等待状态。
单片机中的SPI通信协议详解
单片机中的SPI通信协议详解SPI（Serial Peripheral Interface）是一种同步串行通信协议，采用主从式结构，用于在嵌入式系统中实现设备之间的通信。
在单片机中，SPI通信协议被广泛应用于与外设的数据交换和设备控制。
1. SPI通信协议概述SPI通信协议由四根信号线组成，包括主设备输出（MOSI）、主设备输入（MISO）、时钟信号（SCLK）和片选信号（SS）。
其中，MOSI用于主设备向从设备传输数据，MISO用于从设备向主设备传输数据，SCLK用于同步主从设备的时钟，SS用于选择从设备。
2. SPI通信协议的传输方式SPI通信协议有两种传输模式，分别是全双工模式和半双工模式。
（1）全双工模式：主设备和从设备可以同时进行数据的发送和接收。
主设备通过MOSI将数据发送至从设备的MISO，同时从设备通过MISO将数据发送至主设备的MOSI。
这种模式下，同步时钟信号由主设备提供。
（2）半双工模式：主设备和从设备在同一时间段内只能进行数据的发送或接收。
主设备通过MOSI将数据发送至从设备的MISO，然后通过MISO将数据发送至主设备的MISO。
然后从设备向主设备发送数据的过程相同。
3. SPI通信协议的时序图SPI通信协议的时序图如下所示：```CPOL = 0 CPOL = 1------------------- -------------------| | | || Idle State | | Idle State || | | |------------------- -------------------| | | || | | |_______| |__________________| |_________Master | Slave | MasterData Send/Rec | Data Rec/Send | Data Send/Rec```其中，CPOL（Clock Polarity）和CPHA（Clock Phase）是SPI通信协议中的两个重要参数。
单片机SPI总线时序详解
单片机SPI总线时序详解
SPI总线是Motorola公司推出的三线同步接口，同步串行3线方式进行通信:一条时钟线SCK，一条数据输入线MOSI，一条数据输出线MISO;用于CPU与各种外围器件进行全双工、同步串行通讯。
SPI主要特点有:可以同时发出和接收串行数据;可以当作主机或从机工作;提供频率可编程时钟;发送结束中断标志;写冲突保护;总线竞争保护等。
SPI总线有四种工作方式(SP0, SP1, SP2, SP3)，其中使用的最为广泛的是SPI0和SPI3方式。
SPI模块为了和外设进行数据交换，根据外设工作要求，其输出串行同步时钟极性和相位可以进行配置，时钟极性(CPOL)对传输协议没有重大的影响。
如果CPOL=0，串行同步时钟的空闲状态为低电平;如果CPOL=1，串行同步时钟的空闲状态为高电平。
时钟相位(CPHA)能够配置用于选择两种不同的传输协议之一进行数据传输。
如果CPHA=0，在串行同步时钟的第一个跳变沿(上升或下降)数据被采样;如果CPHA=1，在串行同步时钟的第二个跳变沿(上升或下降)数据被采样。
SPI主模块和与之通信的外设音时钟相位和极性应该一致。
SPI时序详解---SPI接口在模式0下输出第一位数据的时刻SPI接口有四种不同的数据传输时序，取决于CPOL和CPHL这两位的组合。
图1中表现了这四种时序，时序与CPOL、CPHL的关系也可以从图中看出。
SPI总线协议介绍
SPI总线协议介绍 ⼀、概述 SPI = Serial Peripheral Interface,是串⾏外围接⼝设备，是⼀种⾼速，全双⼯，同步的通信总线。
常规只占⽤四根线，节约了芯⽚管脚，PCB的布局省空间。
优点： ⽀持全双⼯，push-pull的驱动性能相⽐open-drain信号完整性更好。
⽀持⾼速（100MHz以上）。
协议⽀持字节长不限于8bits，可根据应⽤特点灵活选择消息字长 硬件连接简单。
缺点： 相⽐I2C多两根线。
没有寻址机制，只能靠⽚选选择不同设备。
没有从设备接收ACK，主设备对于发送成功与否不得⽽知。
典型应⽤只⽀持单主控 相⽐RS232 RS485和CAN总线，SPI传输距离短 ⼆、硬件结构 SPI总线定义两个及以上设备间的数据通信，提供时钟的设备为主设备Master，接收时钟的设备为从设备Slave； 信号定义如下： SCK ：Serial Clock 串⾏时钟 MOSI：Master Ouput，Slave Input 主发从收信号 MISO：Master Input，Slave Input主收从发信号 SS/CS：Slave Select⽚选信号 电路连接如下： 单个主设备和单个从设备： 单个主设备和多个从设备： 三、寄存器类型 摩托罗拉定义的SPI寄存器包括： SPI Control Register 1 控制寄存器1 SPI Control Register 2 控制寄存器2 SPI Baud Rate Register 波特率寄存器 SPI Status Register(SPISR) 状态寄存器（只读其余均可读可写） SPI Data Register（SPIDR）数据寄存器 通过往寄存器中写⼊不同的值，设置SPI模块的不同属性 四、SPI传输模式 SPI通信有四种模式，简单地讲就是设置SCLK时钟信号线的那种信号为有效信号 通过设置控制寄存器SPICR1中的CPOL和CPHA位，将SPI可以分成四种传输模式 时钟极性CPOL，即Clock Polarity，决定时钟空闲时状态电平。
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SPI总线协议及SPI时序图详解
SPI，是英语Serial Peripheral Interface的缩写，顾名思义就是串行外围设备接口。
SPI，且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方越多的芯片集成了这种通信协议。
SPI是一个环形总线结构，由ss(cs)、sck、sdi、sdo构成，其时序其实很简单，进行数据交换。
上升沿发送、下降沿接收、高位先发送。
上升沿到来的时候，sdo上的电平将被发送到从设备的寄存器中。
下降沿到来的时候，sdi上的电平将被接收到主设备的寄存器中。
假设主机和从机初始化就绪：并且主机的sbuff=0xaa (10101010)，从机的sbuff=0x5周期的数据情况演示一遍(假设上升沿发送数据)。
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脉冲主机sbuff 从机sbuff sdi sdo
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0 00-0 10101010 01010101 0 0
---------------------------------------------------
1 0--1 0101010x 10101011 0 1
1 1--0 0101010010101011 0 1
---------------------------------------------------
2 0--1 1010100x 01010110 1 0
2 1--0 1010100101010110 1 0
---------------------------------------------------
3 0--1 0101001x 10101101 0 1
3 1--0 0101001010101101 0 1
---------------------------------------------------
4 0--1 1010010x 01011010 1 0
4 1--0 1010010101011010 1 0
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5 0--1 0100101x 10110101 0 1
5 1--0 0100101010110101 0 1
---------------------------------------------------
6 0--1 1001010x 01101010 1 0
6 1--0 1001010101101010 1 0
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7 0--1 0010101x 11010101 0 1
7 1--0 0010101011010101 0 1
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8 0--1 0101010x 10101010 1 0
8 1--0 01010101 10101010 1 0
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这样就完成了两个寄存器8位的交换，上面的0--1表示上升沿、1--0表示下降沿，s
一个完整的传送周期是16位，即两个字节，因为，首先主机要发送命令过去，然后从机根据主才把数据读回来。
SPI总线是Motorola公司推出的三线同步接口，同步串行3线方式进行通信:一条时钟线MISO;用于 CPU与各种外围器件进行全双工、同步串行通讯。
SPI主要特点有:可以同时发出供频率可编程时钟;发送结束中断标志;写冲突保护;总线竞争保护等。
SPI总线有四种工作方式(SP0, SP1, SP2, SP3)，其中使用的最为广泛的是SPI0和SP SPI模块为了和外设进行数据交换，根据外设工作要求，其输出串行同步时钟极性和相没有重大的影响。
如果CPOL=0，串行同步时钟的空闲状态为低电平；如果CPOL=1，串行同步时配置用于选择两种不同的传输协议之一进行数据传输。
如果 CPHA=0，在串行同步时钟的第一个在串行同步时钟的第二个跳变沿(上升或下降)数据被采样。
SPI主模块和与之通信的外设音时
SPI时序图详解-SPI接口在模式0下输出第一位SPI接口在模式0下输出第一位数据的时刻
SPI接口有四种不同的数据传输时序，取决于CPOL和CPHL这两位的组合。
图1中表现了这四种时序，
时序与CPOL、CPHL的关系也可以从图中看出。
图1
CPOL是用来决定SCK时钟信号空闲时的电平，CPOL＝0，空闲电平为低电平，CPOL＝1时，空闲电平为高电平。
CPHA是用来决定采样时刻的，CPHA=0，在每个周期的第一个时钟沿采样，CPHA＝1，在每个周期的第二个时钟沿采样。
由于我使用的器件工作在模式0这种时序（CPOL＝0，CPHA＝0），所以将图1简化为图2，
只关注模式0的时序。
图2
我们来关注SCK的第一个时钟周期，在时钟的前沿采样数据（上升沿，第一个时钟沿），
在时钟的后沿输出数据（下降沿，第二个时钟沿）。
首先来看主器件，主器件的输出口（MOSI）输出的数在时钟的前沿被从器件采样，那主器件是在何时刻输出bit1的呢？bit1的输出时刻实际上在SCK信号有比 SCK的上升沿还要早半个时钟周期。
bit1的输出时刻与SSEL信号没有关系。
再来看从器件，
主器件的输入口MISO同样是在时钟的前沿采样从器件输出的bit1的，那从器件又是在何时刻输出bit1的从器件是在SSEL信号有效后，立即输出bit1，尽管此时SCK信号还没有起效。
关于上面的主器件
和从器件输出bit1位的时刻，可以从图3、4中得到验证。
图3
注意图3中，CS信号有效后（低电平有效，注意CS下降沿后发生的情况），故意用延时程序
延时了一段时间，之后再向数据寄存器写入了要发送的数据，来观察主器件输出bit1的情况（MOSI）。
可以看出，bit1（值为1）是在SCK信号有效之前的半个时钟周期的时刻开始输出的（与CS信号无关），到了SCK的第一个时钟周期的上升沿正好被从器件采样。
图4 图4中，注意看CS和MISO信号。
我们可以看出，CS信号有效后，从器件立刻输出了bit1（值为1）
通常我们进行的spi操作都是16位的。
图5记录了第一个字节和第二个字节间的相互衔接的过程。
第一个字节的最后一位在SCK的上升沿被采样，随后的SCK下降沿，从器件就输出了第二个字节的第一位
SPI总线协议介绍（接口定义,传输时序）
一、技术性能
SPI接口是Motorola 首先提出的全双工三线同步串行外围接口，采用主从模式（Master Slave）架构；支时钟由Master控制，在时钟移位脉冲下，数据按位传输，高位在前，低位在后（MSB first）；SPI接口据速率可达几Mbps的水平。
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二、接口定义
SPI接口共有4根信号线，分别是：设备选择线、时钟线、串行输出数据线、串行输入数据线。
（1）MOSI：主器件数据输出，从器件数据输入
（2）MISO：主器件数据输入，从器件数据输出
（3）SCLK ：时钟信号，由主器件产生
（4）/SS：从器件使能信号，由主器件控制
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三、内部结构
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四、传输时序
SPI接口在内部硬件实际上是两个简单的移位寄存器,传输的数据为8位，在主器件产生的从器件使能信号下图所示，在SCLK的下降沿上数据改变，上升沿一位数据被存入移位寄存器。