嵌入式串行外设接口(SPI)全解
串行外设接口(SPI)总线解析及应用
串行外设接口（SPI）总线解析及应用
串行外设接口（SPI）总线是一个工作在全双工模式下的同步串行数据链路。
它可用于在单个主控制器和一个或多个从设备之间交换数据。
其简单的实施方案只使用四条支持数据与控制的信号线（图1）：
虽然表1 中的引脚名称来自摩托罗拉开发的SPI 标准，但具体集成电路的SPI 端口名称往往与图1 中所示的不同。
图1:基本SPI 总线
表1:SPI 引脚名称分配
SPI 数据速率一般在1 到70MHz 的范围内，字长为从8 位及12 位到这两个值的倍数。
数据传输一般由数据交换构成。
在主控制器向从设备发送数据时，从设备也向主控制器发送数据。
因此主控制器的内部移位寄存器和从设备都采用环形设置（图2）。
图2:双移位寄存器形成一个芯片间的环形缓存器
在数据交换之前，主控制器和从设备会将存储器数据加载至它们的内部移位寄存器。
收到时钟信号后，主控制器先通过MOSI 线路时钟输出其移位寄存器的MSB。
同时从设备会读取位于SIMO 的主控器第一位元，将其存储在存储器中，然后通过SOMI 时钟输出其MSB。
主控制器可读取位于MISO 的从设备第一位元，并将其存储在存储器中，以便后续处理。
整个过程将一直持续到所有位元完成交换，而主控器则可让时钟空闲并通过/SS 禁用从设备。
第十一章 串行外设接口SPI
11.4.3 SPI主模式
2.数据发送 当写入数据至发送缓冲器时，发送过程开始。在发送第一个数据位时， 数据字被并行地(通过内部总线)传入移位寄存器，而后串行地移出到 MOSI脚上； MSB在先还是LSB在先，取决于SPI_CR1寄存器中的LSBFIRST 位的设置。数据从发送缓冲器传输到移位寄存器时TXE标志将被置位，如 果设置了SPI_CR1寄存器中的TXEIE位，将产生中断。
11.1.2 单机和多机通信
2.多主机通信 SPI双主机多从机通信系统链接退如图所示。
当SPI设置为主机是，MISO是主机数据输入端，MOSI是主机数 据输出端，SCK是主机时钟输出端。当SPI设置为从机时，则反 之。NSS用于选择允许接收主机时钟和数据的从机。传输前NNS 必须为低并保持。主机的NSS必须保持高电平。
11.4.4 SPI从模式
2.数据发送 在写操作中，数据字被并行地写入发送缓冲器。当从设备收到时钟信号， 并且在MOSI引脚上出现第一个数据位时，发送过程开始(此时第一个位被发 送出去)。余下的位(对于8位数据帧格式，还有7位；对于16位数据帧格式 ，还有15位)被装进移位寄存器。当发送缓冲器中的数据传输到移位寄存器 时， SPI_SP寄存器的TXE标志被设置，如果设置了SPI_CR2寄存器的TXEIE 位，将会产生中断。
一旦传输开始，如果下一个将发送的数据被放进了发送缓冲器，就 可以维持一个连续的传输流。在试图写发送缓冲器之前，需确认TXE标志 应该为’1’。
11.4.4 SPI从模式
在从模式下，MOSI引脚是数据输入，MISO引脚是数据输出。 SCK引脚用于 接收从主设备来的串行时钟。SPI_CR1寄存器中BR[2:0]的设置不影响数据 传输速率。 1.配置步骤 1)设置DFF位以定义数据帧格式为8位或16位。 2)选择CPOL和CPHA位来定义数据传输和串行时钟之间的相位关系。为保证 正确的数据传输，从设备和主设备的CPOL和CPHA位必须配置成相同的方式 。 3)帧格式(SPI_CR1寄存器中的LSBFIRST位定义的”MSB在前”还是”LSB在 前”)必须与主设备相同。 4)硬件模式下(参考从选择(NSS)脚管理部分)，在完整的数据帧(8位或16 位)传输过程中，NSS引脚必须为低电平。在NSS软件模式下，设置SPI_CR1 寄存器中的SSM位并清除SSI位。 5)清除MSTR位、设置SPE位(SPI_CR1寄存器)，使相应引脚工作于SPI模式 下。
SPI（SerialPeripheralInterface）协议
SPI（SerialPeripheralInterface）协议SPI是串⾏外设接⼝（Serial Peripheral Interface）的缩写，是Motorola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。
全双⼯：host能与外围从设备之间的发送线和接收线各⾃独⽴，能同时进⾏发送数据和接收数据。
源同步传输⽂章内容SPI介绍SPI协议通信时序详解SPI数据传输⽅式SPI总线优缺点1、SPI介绍应⽤场景SPI协议主要⽤于短距离的通信系统中，特别是嵌⼊式系统：存储器：RAM，EEPROM，Flash等数模转换器：A/D， D/A转换器等驱动接⼝：LED显⽰驱动器，I/O接⼝芯⽚，UART接收器等。
主从模式控制：SPI以主从⽅式进⾏⼯作，这种模式通常包含⼀个master和⼀个或多个slave，需要⾄少4根线（在单向传输时3根也可以），分别为：SDO/MOSI(master output slave input)：主设备数据输出，从设备数据输⼊；SDI/MISO(master input slave output)：主设备数据输⼊，从设备数据输出；SCLK：时钟信号，由主设备产⽣；CS/SS：⽚选信号，主设备控制并⽤于选择与其通信的从设备。
多Slave的SPI协议SPI协议可以操作在⼀个master对应⼀个或者多个slave的条件下，此时有多个CS/SS⽚选信号，但是⼀个时间只能有⼀个⽚选信号有效。
slave的输出端⼝MISO都是三态驱动；⾼电平，低电平和不选中时输出为⾼阻态。
数据交换（data exchanges）SPI设备之间的数据传输称为数据交换⽽不是数据传输。
这是因为SPI设备不能在进⾏数据通信的过程中仅充当transmitter和recieiver的⾓⾊，⽽是在每个时钟周期内，主从SPI设备都会发送1bit⼤⼩的数据，相当于主从设备进⾏了1bit的数据交换。
在数据的传输过程中，每次接收到的数据必须在下⼀次数据传输之前被采样，如果之前接收的数据没有被采样，那么这些已经收到的数据可能被丢弃，导致 SPI 模块最终失效，因此，在程序中，⼀般都会在 SPI 传输完数据之后，去读取 SPI 设备⾥⾯的数据，即使这些数据是在我们程序中是没有⽤的。
SPI及其接口介绍
一、SPI接口简介SPI(Serial Peripheral Interface--串行外设接口)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。
SPI有三个寄存器分别为：控制寄存器SPCR，状态寄存器SPSR，数据寄存器SPDR。
外围设备FLASHRAM、网络控制器、LCD显示驱动器、A/D 转换器(如图一所示)和MCU等。
图一、ADC中的SPI二、SPI接口一个典型的SPI模块的核心部件是一个8位的移位寄存器和一个8位的数据寄存器SPIDR。
通过SPI进行数据传送的设备有主SPI和从SPI之分，即SPI传送在一个主SPI和一个从SPI之间进行。
图二给出了两个SPI模块相互连接、进行SPI传送的示意图，图左边是一个主SPI，图右边为一个从SPI。
图二、典型SPI示意图在AN-877应用笔记中，对spi的接口定义与典型spi接口有所不同，AN-877使用一根线SDIO代替了典型SPI的MISO和MOSI，SS接口用CSB代替。
图三和图四分别是双线模式下单器件控制（主从一对一）和双线模式下多器件控制（主从一对多）。
图三：主从一对一控制图四：主从一对多控制但是原理都一样。
主从机之间一般由3个引脚组成：串行时钟引脚（SCLK）、串行数据输入/输出引脚（SDIO）、片选引脚（CSB）。
1、引脚数据输入/输出（SDIO）：该引脚用作数据的输入/输出，用作输入还是用作输出具体取决于所发送的指令（读或写）以及时序帧中的相对位置（指令周期或数据周期）。
在读或写的第一个阶段，该引脚用作输入，将信息传递到内部状态机。
如果该命令为读命令，状态机把该引脚（SDIO）变为输出，然后该引脚将数据回传给外部控制器。
如果该命令为写命令，该引脚始终用作输入。
串行时钟（SCLK）：SCLK由外部控制器提供，时钟频率最高为25MHZ。
所有数据的输入输出都是与SCLK同步的。
输入数据在SCLK的上升沿有效，输出数据在SCLK的下降沿有效。
《串行外设接口SPI》课件
目录
• SPI接口概述 • SPI接口工作原理 • SPI接口硬件设计 • SPI接口软件编程 • SPI接口调试与测试 • SPI接口应用实例
01
SPI接口概述
SPI接口定义
SPI，全称为Serial Peripheral Interface，即串行外设接口，是
被片选的从设备的片选引脚。
04
SPI接口软件编程
SPI接口初始化设置
1 2 3
初始化流程
介绍SPI接口的初始化步骤，包括时钟配置、模 式选择、数据位宽、从设备选择等。
SPI模式选择
解释SPI的四种工作模式（模式0、模式1、模式2 、模式3）以及如何根据应用需求选择合适的模 式。
数据传输顺序
说明SPI数据传输的顺序，包括MSB（最高位） 和LSB（最低位）的顺序以及如何通过配置进行 更改。
一种同步串行通信协议。
它主要用于微控制器和外设之间 的通信，如EEPROM、ADC、
DAC等。
SPI接口通过四根线实现通信： SCK（串行时钟）、MOSI（主 设备输出/从设备输入）、MISO （主设备输入/从设备输出）和
NSS（片选）。
SPI接口特点
01
02
03
04
高速通信
SPI接口支持高速数据传输， 最高可达几十Mbps。
高速数据传输
SPI接口的数据传输速度较快，可以满足无线通信设备之间实时数据 传输的需求。
THANKS
感谢观看
详细描述
在选择SPI接口芯片时，需要根据实际需求进行评估。例如，如果需要高速通信 ，可以选择具有高速模式的芯片；如果对功耗有严格要求，可以选择低功耗模式 的芯片。此外，还需要考虑芯片的供应商、价格等因素。
SPI通信协议详解
串行外设接口SPI通信协议详解什么是SPI？SPI的英文全称为Serial Peripheral Interface，顾名思义为串行外设接口。
SPI是一种同步串行通信接口规范，主要应用于嵌入式系统中的短距离通信。
该接口由摩托罗拉在20世纪80年代中期开发，后发展成了行业规范。
SPI通信的4种工作模式SPI通信中有4种不同的操作模式，不同的从机设备可能在出厂时就被设置好了某种模式，并且无法更改。
但是SPI通信必须处于同一种模式下才能进行。
因此我们应该对自己手里的SPI主机设备进行模式的配置，也就是通过CPOL(时钟极性)和CPHA(时钟相位)来控制SPI主设备的通信模式，具体如下：时钟极性(CPOL)定义了SCLK时钟线空闲状态时的电平：1.CPOL=0，即SCLK=0，表示SCLK时钟信号线在空闲状态时的电平为低电平，因此有效状态为高电平。
2.CPOL=1，即SCLK=1，表示SCLK时钟信号线在空闲状态时的电平为高电平，因此有效状态为低电平。
时钟相位(CPHA)定义了数据位相对于时钟线的时序(即相位)：1.CPHA=0，即表示输出(out)端在上一个时钟周期的后沿改变数据，而输入(in)端在时钟周期的前沿(或不久之后)捕获数据。
输出端保持数据有效直到当前时钟周期的尾部边缘。
对于第一个时钟周期来说，第一位的数据必须在时钟前沿之前出现在MOSI线上。
也就是一个CPHA=0的周期包括半个时钟空闲和半个时钟置位的周期。
2.CPHA=1，即表示输出(out)端在当前时钟周期的前沿改变数据，而输入(in)端在时钟周期的后沿(或不久之后)捕获数据。
输出端保持数据有效直到下一个时钟周期的前沿。
对于最后一个时钟周期来说，从机设备在片选信号消失之前保持MISO信号线有效。
也就是一个CHPA=1的周期包括半个时钟置位和半个时钟空闲的周期。
Note：此处的前沿和后沿的意思表示在每个周期中第一个出现的边沿和最后一个出现的边沿。
第7.1节 串行外设接口(SPI)
第7章DSP片上串行通信外设7.1 串行外设接口（SPI）7.1.1 SPI模块概述串行外设接口（SPI）是一个高速同步的串行输入/输出接口，通常用于DSP与外设或其他处理器之间的通信。
SPI可采用主/从模式实现多处理器通信，典型的应用包括扩展I/O、移位寄存器、显示驱动器、模数转换器（ADC）等器件的外设拓展。
SPI与CPU接口如图7-1所示（1）SPI模块特点：●SPISOMI：SPI从输出/主输入引脚。
●SPISIMO：SPI从输入/主输出引脚。
● ：SPI从发送器使能引脚。
●SPICLK：SPI串行时钟引脚。
●两种操作模式：主控制模式和从控制模式。
●波特率：125种可编程波特率，最大波特率受限于SPI引脚I/O缓冲器最大速度。
●数据字长：1~16位。
●4种时钟模式：无相位延时的下降沿、有相位延时的下降沿、无相位延时的上升沿、有相位延时的上升沿。
●同步接收和发送（发送功能可通过软件屏蔽）。
●通过中断或查询方式实现发送和接收操作。
●12个SPI模块控制寄存器，起始地址位于0x7040H。
●增强特点：16级发送/接收FIFO；延时发送控制。
（2）SPI模块结构框图图7-2是SPI工作于从模式时的结构框图2. SPI模块信号概述信号名称功能描述外部信号SPICLK SPISIMO SPISOMI SPISTE SPI时钟；SPI从入，主出；SPI从出，主入；SPI从发送使能。
控制信号SPI ClockRateLSPCLK 中断信号SPIRXINT SPITXINT 非FIFO模式下，作为发送中断/接收中断（作为SPI INT使用）；FIFO模式下的接收中断。
FIFO模式下的发送中断。
1. SPI操作介绍SPI可以工作于主控制器模式也可以工作于从控制器模式。
图7-3介绍了两个控制器（一主一从）间的SPI通信典型连接。
1. SPI操作介绍SPI接口有3种可以使用的发送数据方式：●主控制器发送数据，从控制器发送伪数据；●主控制器发送数据，从控制器发送数据；●主控制器发送伪数据，从控制器发送数据。
SPI全面介绍以及学习心得
SPI基础介绍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，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FLASHRAM、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。
这就允许在同一总线上连接多个SPI设备成为可能。
接下来就负责通讯的3根线了。
通讯是通过数据交换完成的，这里先要知道SPI是串行通讯协议，也就是说数据是一位一位的传输的。
SPI协议串行外设接口协议的解析
SPI协议串行外设接口协议的解析SPI（Serial Peripheral Interface）协议是一种串行外设接口协议，常用于在微控制器和外部设备之间进行数据通信。
本文将对SPI协议的基本原理、通信格式以及常见应用进行解析。
一、SPI协议概述SPI协议是一种同步的全双工通信协议，其核心思想是通过使用四根线（片选信号、时钟、输入数据、输出数据）来实现设备之间的通信。
SPI可以同时支持单主机和多从机的通信方式，能够实现高速数据传输，并且相对简单易用。
二、SPI工作原理SPI工作在主-从模式下，一个主设备可以与一个或多个从设备进行通信。
SPI协议中的主设备控制时钟信号，指示数据传输的开始和结束，从设备根据时钟信号来读取或写入数据。
SPI通信时，主设备通过选择片选信号来选择要与其通信的从设备。
三、SPI通信格式1. 时钟极性（CPOL）和相位（CPHA）：SPI通信协议的时钟极性和相位可以根据设备的要求进行设置，以适应不同设备的通信模式。
CPOL定义了在空闲状态下（时钟未激活）时钟信号的电平，高电平或低电平；CPHA定义了数据采样的时机，以时钟的上升沿还是下降沿为准。
2. 数据位顺序：SPI通信中数据传输的位顺序可以是LSB（Least Significant Bit，最低有效位）或MSB（Most Significant Bit，最高有效位）。
3. 传输速度：SPI通信的速度由主设备的时钟频率控制，可以根据从设备的要求和系统的稳定性来进行设置。
四、SPI应用场景SPI协议广泛应用于各种外设和传感器之间的通信，以下是几个常见的应用场景：1. 存储器芯片：SPI协议被广泛应用于存储器芯片（如Flash和EEPROM）和微控制器之间的通信，实现数据的读写操作。
2. 显示模块：很多液晶屏和OLED显示模块都采用SPI协议与主控制器进行通信，传输图像数据和命令。
3. 传感器：许多传感器（如温度传感器、加速度传感器等）通过SPI协议与控制器进行数据传输，实现实时数据采集和处理。
SPI接口详细讲解
四 SPI串行外设接口举例
• SPI串行数据传输结构由MISO、MOSI、SCLK、/SS构成, 主要是在SCLK的控制下，两个双向移位寄存器进行数据 交换。 • CPOL(时钟极性)=0; • 上升沿发送、下降沿接收、高位先发送。 • 上升沿到来的时候，MOSI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，MISO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sbuf=0xaa (10101010)，从机的sbuf=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)。Sbuf（串行接收和发射缓冲器）
脉冲 0 1↑
主机sbuff 10101010 0101010X
从机sbuff 01010101 1010101X
MISO 0 0
MOSI 0 1
1↓
2↑ 2↓ 3↑ 3↓ 4↑ 4↓ 5↑ 5↓ 6↑ 6↓
01010100
1010100X 10101001 0101001X 01010010 1010010X 10100101 0100101X 01001010 1001010X 10010101
00101010 0101010X
1101010X
11010101 1010101X
0
0 1
1
1 0
五SPI时序图分析
（1）CPOL=0， SCLK为低时总线空闲： • CPHA=0 数据在SCLK的上升沿(rising edge)被读取；数据在下降沿(f alling edge)写入；
• CPHA=1 数据在SCLK的下降沿(falling edge)被读取；数据在上升沿(r ising edge)写入；
SPI及其接口介绍
一、SPI接口简介SPI(Serial Peripheral Interface--串行外设接口)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。
SPI有三个寄存器分别为：控制寄存器SPCR，状态寄存器SPSR，数据寄存器SPDR。
外围设备FLASHRAM、网络控制器、LCD显示驱动器、A/D 转换器(如图一所示)和MCU等。
图一、ADC中的SPI二、SPI接口一个典型的SPI模块的核心部件是一个8位的移位寄存器和一个8位的数据寄存器SPIDR。
通过SPI进行数据传送的设备有主SPI和从SPI之分，即SPI传送在一个主SPI和一个从SPI之间进行。
图二给出了两个SPI模块相互连接、进行SPI传送的示意图，图左边是一个主SPI，图右边为一个从SPI。
图二、典型SPI示意图在AN-877应用笔记中，对spi的接口定义与典型spi接口有所不同，AN-877使用一根线SDIO代替了典型SPI的MISO和MOSI，SS接口用CSB代替。
图三和图四分别是双线模式下单器件控制（主从一对一）和双线模式下多器件控制（主从一对多）。
图三：主从一对一控制图四：主从一对多控制但是原理都一样。
主从机之间一般由3个引脚组成：串行时钟引脚（SCLK）、串行数据输入/输出引脚（SDIO）、片选引脚（CSB）。
1、引脚数据输入/输出（SDIO）：该引脚用作数据的输入/输出，用作输入还是用作输出具体取决于所发送的指令（读或写）以及时序帧中的相对位置（指令周期或数据周期）。
在读或写的第一个阶段，该引脚用作输入，将信息传递到内部状态机。
如果该命令为读命令，状态机把该引脚（SDIO）变为输出，然后该引脚将数据回传给外部控制器。
如果该命令为写命令，该引脚始终用作输入。
串行时钟（SCLK）：SCLK由外部控制器提供，时钟频率最高为25MHZ。
所有数据的输入输出都是与SCLK同步的。
输入数据在SCLK的上升沿有效，输出数据在SCLK的下降沿有效。
spi工作原理
spi工作原理SPI（Serial Peripheral Interface）是一种串行外设接口，它是一种全双工、同步的通信接口，用于连接微控制器和外围设备，如存储器、传感器、显示屏等。
SPI接口在嵌入式系统中得到了广泛应用，因为它具有高速、简单、灵活的特点。
本文将介绍SPI接口的工作原理。
SPI接口通常由四根线组成，时钟线（SCLK）、数据输入线（MISO）、数据输出线（MOSI）和片选线（SS）。
时钟线由主设备（通常是微控制器）控制，用于同步数据传输。
数据输入线和数据输出线分别用于从外设读取数据和向外设发送数据。
片选线用于选择通信的外设。
SPI接口的工作原理如下，首先，主设备拉低片选线，选择要通信的外设。
然后，主设备通过时钟线向外设发送时钟信号，同时通过数据输出线向外设发送数据。
外设在接收到时钟信号的上升沿时读取数据，并在下降沿时发送数据。
外设也可以通过数据输入线向主设备发送数据。
在通信结束后，主设备释放片选线，选择其他外设进行通信。
SPI接口的工作原理非常简单，但具有很高的灵活性和可扩展性。
它可以实现高速的数据传输，适用于对速度要求较高的应用场景。
同时，SPI接口可以连接多个外设，通过片选线选择要通信的外设，可以灵活地扩展系统的功能。
除了以上介绍的基本工作原理外，SPI接口还有一些特殊的工作模式，如主从模式和多主模式。
在主从模式下，一个设备作为主设备控制通信，其他设备作为从设备接收命令。
在多主模式下，多个主设备可以共享同一个SPI总线，通过片选线选择要通信的外设，实现多主设备之间的通信。
总之，SPI接口是一种非常实用的串行外设接口，具有高速、简单、灵活的特点，适用于嵌入式系统中对速度要求较高的应用场景。
通过理解其工作原理和特殊工作模式，可以更好地应用SPI接口，实现系统功能的扩展和优化。
同步串行外设接口总线(SPI)的简介
同步串行外设接口总线（SPI）的简介SPI 库这个库可以让你将Arduino 作为主设备，其他外围设备作为从设备与主设备以串行方式进行通信及交换信息。
同步串行外设接口总线（SPI）的简介同步串行外设接口总线（SPI）是用于MCU（微控制器）与一个或多个外围设备进行短距离快速通讯的同步串行数据协议。
它也可以用于两个微控制器之间的通信。
SPI 的连接始终是由一个主设备（通常是一个微控制器）来控制外围设备来进行。
通常在所有设备上都有三条线，Master In Slave Out (MISO) - 主设备数据输入，从设备数据输出,Master Out Slave In (MOSI) -主设备数据输出，从设备数据输入,Serial Clock（SCK）-串行时钟，数据传输的时钟基于主处理器产生的时钟脉冲，Slave Select（SS）-从属选择，从设备的管脚控制信号线，由主设备进行使能控制。
当从设备的SS 引脚置为低电平时，它与主设备进行通信。
当从设备的SS 引脚置为高电平时，断开与主设备的通信。
因此，SPI 允许一个主设备和多个从设备进行通信，主设备通过不同的SS 信号线选择不同的从设备进行通信。
给一个新的SPI 设备写程序，你需要注意以下几点：串行数据传输时，是先传输高位（MSB）还是先传输低位（LSB），这是由SPI.setBitOrder()函数来控制的。
数据时钟SCK 在空闲时，是高电平还是低电平？采样时，是在时钟脉冲的上升沿还是下降沿？这是由SPI.setDataMode() 函数来控制的SPI 是在怎样速度下运行的，即SCLK 提供多大的时钟脉冲使SPI 运行？这是由SPI.setClockDivider() 函数来控制的。
SPI 标准是不严格的，所以每个设备实现功能时稍有不同。
这意味着当你写代码时，要特别注意设备的数据表。
一般来说，有三种传输模式。
这些模式控制着数据是在SCK 的上升沿采样，还是在SCK 的下降沿采样（称为时钟相位），时钟信号在空闲时，是高电平还是低电平（称为时钟极性）。
串行外设接口(SPI)解读
Electrical Engineering Institute of NEDU
2018年12月5日星期三
11.2.3 串行外设接口中断
五个控制位与中断相关： 中断使能位 SPI INT ENA(SPICTL.0); 中断标志位 SPI INT FLAG(SPISTS.6); 完整数据被移入或移出SPIDAT后， SPI INT FLAG置位，产生中断 请求。以下情况之一发生时被清除：
写1到该位 软件清除SPI SW RESET位(SPICCR.7) 系统复位
中断优先级选择位 SPI PRIORITY(SPIPRI.6).
电气工程学院
2018年12月5日星期三
Electrical Engineering Institute of NEDU
电气工程学院
Electrical Engineering Institute of NEDU
2018年12月5日星期三
11.1 概述
两种工作方式：主机、从机。 波特率：125种 可编程。 数据字长：1～16个数据位。 4种时钟方案： （1）无延时的下降沿 （2）有延时的下降沿 （3）无延时的上升沿 （4）有延时的上升沿 同时接收和发送操作（发送功能可软件禁止） 发送和接收操作可通过中断或查询方法来完成
电气工程学院
Electrical Engineering Institute of NEDU
2018年12月5日星期三
11.2.2 SPI的主机和从机方式
2.从机方式
数据从 SPISOMI 引脚移出 , SPISIMO 引脚移入 ,SPICLK 引脚输 入串行时钟。 发送数据 : 当主机 SPICLK 边沿合适时，从机中 SPIDAT 数据移 出。全部数据移出后，SPITXBUF数据传送到SPIDAT中。 接收数据:来自主机的SPICLK信号，将SPISIMO 引脚上的数据 移入到SPIDAT。如果从机同时发送数据，则在SPICLK信号开始之 前把数据写入到SPITXBUF或SPIDAT中。 TALK(SPICTL.1) 位清 0 时，数据发送禁止，从控制器输出引 脚（SPISOMI)被置成高阻态。 同一个 SPI 上可有多个从机，但是任一时刻只能有一个从机 起作用。
第十五章串行外设接口SPIppt课件全
15.2.6 SPI接收数据寄存器（SPRDATn） ❖ SPI接收数据寄存器如表15-6所列。 ❖ 接收数据寄存器中存放SPI口接收到的数据。
第十五章 串行外设3 参考编程例（详见书中）
第十五章 串行外设接口(SPI)ppt课 件（全）
❖ • 接收数据（2）：使能SPCONn的TAGD位， 自动发送虚拟数据模式→确定REDY被置位 后，从读缓冲区中读出数据，之后自动开始 数据传输。
❖ • 置位GPIO引脚（当作nSS的那个引脚）， 停止MMC或SD卡。
第十五章 串行外设接口(SPI)ppt课 件（全）
15.1.5 SPI口的传输格式 ❖ S3C2410支持4种不同的数据传输格式，图
B形式。 ❖ • 查询模式，如果接受从设备采用Format B
形式，DATA_READ信号应该比SPICLK延 迟一个相位。
❖ • 中断模式，如果接受从设备采用Format B 形式，DATA_READ信号应该比SPICLK延 迟一个相位。
第十五章 串行外设接口(SPI)ppt课 件（全）
15.2 SPI接口控制寄存器
❖ • 向SPDATn中写10次0xFF来初始化MMC或 SD卡。
❖ • 把一个GPIO（当作nSS）清零来激活 MMC或SD卡。
第十五章 串行外设接口(SPI)ppt课 件（全）
❖ • 发送数据→核查发送准备好标志 （REDY=1），之后向SPDATn中写数据。
❖ • 接收数据（1）：禁止SPCONn的TAGD位， 正常模式→向SPDAT中写0xFF，确定REDY 被置位后，从读缓冲区中读出数据。
第十五章 串行外设接口(SPI)ppt课 件（全）
SPI接口是以主从方式工作的，这种模式通常 有一个主器件和一个或多个从器件。接口包 括以下四种信号：
第15章 串行外设接口SPI
SPI模块的特点
具有4个外部引脚 。 有两种工作模式可以选择：主工作模式 和从工作模式。 波特率：具有125种可编程的波特率。能 够使用的最大波特率受到I/O缓冲器最大 缓存速度的限制，这些缓冲器是使用在 SPI引脚上的I/O缓冲器，而最高的波特 率不能超过LSPCLK/4。
SPI模块的特点
从机模式
问：由于从机通常是接收功能用的比较 多，那如何禁止SPI的发送功能？
答：可以通过设置SPICTL寄存器的TALK 位来禁止SPI的发送功能，编程语句为： SpiaRegs.SPICTL.bit.TALK=0。
SPI数据格式
X281X的SPI通过对配置控制寄存器SPICCR的 第3位至第0位的选择，可以实现1~16位数据 的传输。当每次传输的数据少于16位时，需要 注意以下几点： 当数据写入SPITXBUF和SPIDAT寄存器时，必 须左对齐； 当数据从SPIRXBUF寄存器读取时，必须右对 齐； SPIRXBUF寄存器中存放的是最新接收到的数 据，数据采用右对齐方式，再加上前面移位到 左边后留下的位。
SPI的总线系统
SPI的总线系统可以直接与各个厂家生产的多标准外围 器件直接接口，SPI接口一般使用四条线。当然，并不 是所有的SPI接口都是采用四线制的，有的SPI接口带 有中断信号线INT，而有的SPI接口没有主机输出/从机 输入线MOSI。在X281X中SPI接口采用的是四线制。
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数据寄存器
SPI发送数据寄存器（SPTDATn） 发送数据寄存器中存放待SPI口发送的数据。
寄存器 SPTDAT0 SPTDAT1 地址 0x59000010 0x59000030 读/写状态 R/W R/W 功能描述 SPI0发送数据寄存器 SPI1发送数据寄存器 复位值 0x00 0x00
SPI接收数据寄存器（SPRDATn） 接收数据寄存器中存放SPI口接收到的数据。
寄存器 SPTDAT0 SPTDAT1 地址 0x59000014 0x59000034 读/写状态 R R 功能描述 SPI0接收数据寄存器 SPI1接收数据寄存器 复位值 0x00 0x00
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SPI引脚控制寄存器（SPPINn）
接收移位寄存器1
引脚控制逻辑 1
发送1
PCLK
8位分频器 1 预分频器1 状态寄存器 1
REDY DCOL MULF
SPI Clock 主设备 CPOL CPHA
Clock 时钟逻辑 1
SPICLK 1 时钟
nSS 1
从设备
片选
INT0 / INT1 REQ0 / REQ1 ACK0/ ACK1
APB 1/F 1 (INT DMA 1)
当一个SPI系统被允许时，nSS之外的引脚的数据传输方向都由 SPCONn的MSTR位控制，nSS引脚总是输入。 当SPI是一个主设备是，nSS引脚用于检测多主设备错误（如果 SPPIN的ENMUL位被使能），另外还需要一个GPIO 来选择从 设备。 如果SPI被配置为从设备，nSS引脚用来被选择为从设备。
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SPI控制寄存器（SPICONn）
寄存器 SPCON0
SPCON1
地址 0x59000000
0x59000020
读/写状态 R/W
R/W
功能描述
SPI0控制寄存器
复位值 0x00
0x00
SPI1控制寄存器
该寄存器控制SPI的工作模式。 SPCONn[6:5] (SMOD) ：SPTDAT的读/写模式。 00：查询模式；01：中断模式；10：DMA模式；11：保留。 SPCONn[4] (ENSCK)：时钟SCK允许/禁止位。 0：禁止SCK；1：允许 SCK。 SPCONn[3] (MSTR)：主/从选择位。 0：从设备；1：主设备。 SPCONn[2] (CPOL)： 时钟极性选择位。 0：时钟高电平起作用；1：时钟低电平起作用。 SPCONn[1] (CPHA)： 时钟相位选择位。 0：数据采样从第一个时钟边沿开始 1: 数据采样从第二个时钟边沿开始 SPCONn[0] (TAGD)：决定是否只需要接收数据。 0：正常模式 1；自动发送虚拟数据
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SPI接口特性
与SPI接口协议v2.11兼容； 8位用于发送的移位寄存器； 8位用于接收的移位寄存器； 8位预分频逻辑； 查询、中断和DMA传送模式；
0可以与外设同时发送/接收8 位数据。串行时钟线与两条数据线同步，用于移位和 数据采样。如果SPI是主设备，数据传输速率由 SPPREn寄存器的相关位控制。可以修改频率来调整 波特率寄存器的值。如果SPI是从设备，其他的主设 备提供时钟，向SPDATn寄存器中写入字节数据， SPI发送/接收操作就同时启动。某些情况下片选nSS 要在向SPDATn寄存器中写入字节数据之前激活。
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SPIMISO 0
LSB MSB 从设备 主设备 MSB LSB 从设备 主设备
发送移位寄存器0 Date Bus 接收移位寄存器0
接收0 SPIMOSI 0
引脚控制逻辑 0
发送0 SPICLK 0 时钟 nSS 0 片选
PCLK
8位分频器 0
SPI Clock 主设备
Clock 时钟逻辑 0
预分频器 0 状态寄存器 0
MULF DCOL REDY
从设备
INT 0 / INT1 REQ0 / REQ1 ACK0 / ACK1
APB 1/F 0 (INT DMA 0)
8
SPIMISO 1
LSB MSB 从设备 主设备 从设备 主设备
发送移位寄存器 1 8
MSB LSB
接收1 SPIMOSI 1
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SPI引脚控制寄存器（SPPINn）
寄存器 SPPIN0
SPPIN1
地址 0x59000008
0x59000028
读/写状态 R/W
R/W
功能描述
SPI0控制寄存器
复位值 0x02
0x02
SPI1控制寄存器
SPPINn[7:3] 保留。 SPPINn[2] （ENMUL）：多主设备错误检测使能 0：禁止该功能；1：允许该功能。 SPPINn[1] 保留，总为1。 SPPINn[0] (KEEP)：主设备发送完一个字节后继续驱动还是释 放。 0：释放；1：继续驱动。 SPIMISO和SPIMOSI数据引脚用于发送或者接收串行数据。如 果SPI口被配置为主设备，SPIMISO就是主设备的数据输入线， SPIMOSI就是主设备的数据输出线，SPICLK是时钟输出线；如 果SPI口被配置为从设备，这些引脚的功能就正好相反。在一个 多主设备的系统中，SPICLK、SPIMOSI、SPIMISO都是一组 一组单独配置的。
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SPI状态寄存器（SPSTAn）
寄存器 SPSTA0 SPSTA1
地址 0x59000004 0x59000024
读/写状态 R R
功能描述 SPI0状态寄存器 SPI1状态寄存器
复位值 0x01 0x01
SPSTAn[7:3] 保留。 SPSTAn[2] (DCOL)：数据碰撞错误标志。 0：未检测到碰撞；1：检测到碰撞错误。 SPSTAn[1] (MULF)：多主设备错误标志。 0：未检测到该错误；1:发现多主设备错误。 SPSTAn[0] (REDY)：是否准备好发送或接收。 0：未准备好；1：准备好。
串行外设接口(SPI)介绍
作者：卢兴
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主要内容
SPI接口 寄存器介绍 编程步骤
2
SPI接口概述
S3C2410包含有两个串行外围设备接口（SPI口）， 每个SPI口都有两个分别用于发送和接收的8位移位寄 存器，在一次SPI通信当中数据被同步发送（串行移 出）和接收（串行移入）。8位串行数据的速率由相关 的控制寄存器的内容决定。如果只想发送，接收到的 是一些虚拟的数据。另外，如果只想接收，发送的数 据也可以是一些虚拟的“1”。 SPI 结构框图如下图所示。