SPI总线协议及SPI时序图详解

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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。

bc1.2充电协议时序图

竭诚为您提供优质文档/双击可除bc1.2充电协议时序图篇一：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。

下面为一种情况例举：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sbuffsdisdo---------------------------------------------------000-0101010100101010100---------------------------------------------------10--10101010x101010110111--0010101001010101101---------------------------------------------------20--11010100x010*******21--0101010010101011010---------------------------------------------------30--10101001x101011010131--0010100101010110101---------------------------------------------------40--11010010x010*******41--0101001010101101010---------------------------------------------------50--10100101x101101010151--0010010101011010101---------------------------------------------------60--11001010x011010101061--0100101010110101010---------------------------------------------------70--10010101x110101010171--0001010101101010101--------------------------------------------------- 80--10101010x101010101081--0010101011010101010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时序流程图

spi时序spi时序图spi总线时序时序图内存时序模拟spi时序流程图时序图电源时序器时序逻辑电路时序电路
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串行总线

表7-16显示如何在计算输出电压的基础上输入代码。
例7-9图7-49是MAX549与51系列单片机接口的一个实际应用的例子。
以下子程序运行后后可以在DA输出端检测到电压信号。
程序如下：
#include <reg52.h>
#include <stdio.h>
#define uchar unsigned char
spiss=0;
for(i=0;i<8;i++)
{
clk();//输入脉冲
data_in=(data_in<<1)|spiso;
//读取数据
}
spiss=1;
return data_in;
}
2)
将单片机中的datao的内容发送给SPI接口芯片。
void spi_data_out（uchar data_out）
例7-10图7-52是TLC0832与51系列单片机接口的一个实际应用的例子。试编写编写程序，实现AD转换，并将AD转换的结果返回。
程序如下：
#include <reg52.h>
#include <stdio.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
下面介绍用C51模拟SPI串行输入、串行输出和串行输入/输出子程序。
1)
从SPI总线芯片的SPISO线上接收1字节数据返回。
sbit ss=P1^2;// sbit是位变量，定义eeprom的SPI总线
sbit spisi=P1^0;
sbit spiso=P1^3;
sbit spick=P1^1;

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。

SPI接口扫盲SPI定义SPI时序（CPHACPOL）

SPI接⼝扫盲SPI定义SPI时序（CPHACPOL）SPI接⼝扫盲douqingl@为何要写这篇⽂档？百度上找出来的SPI接⼝中⽂描述都说的太过简略，没有⼀篇⽂档能够详尽的将SPI介绍清楚的。

wikipedia英⽂版[注释1]中，SPI接⼝介绍的很好，但是毕竟是英⽂版，读起来终究不如母语舒服，所以我结合⾃⼰的⼯作经验，对其进⾏了汉化、整理。

个⼈SPI接⼝相关经验：1. 参与过国产某芯⽚SPI接⼝样品验证、SPI接⼝服务DEMO开发（C语⾔）。

2. 使⽤国产某芯⽚GPIO接⼝模拟SPI接⼝（C语⾔）。

3. 使⽤STM32芯⽚的SPI MASTER/SLAVE（C语⾔）。

SPI接⼝是什么？SPI ( Serial Peripheral Interface，串⾏外设接⼝）是⼀种同步、串⾏通讯接⼝规格，常⽤于短距离通讯，主要是在嵌⼊式系统中。

此接⼝由Mototola公司推出，已成为⼀种事实标准（没有统⼀的协议规范，但是基于其⼴泛的使⽤，根据实际使⽤中⼤家通⽤的习惯形成了⼀个类似⾏规的标准）。

SPI典型的应⽤场景包括SD卡（SD接⼝中包含SPI接⼝）和液晶显⽰。

SPI是⼀种⾼速的，全双⼯，同步的通信总线。

分为主（master）、从（slave）两种模式，⼀个SPI通讯系统需要包含⼀个（且只能是⼀个）maser（主设备），⼀个或多个slave（从设备）。

SPI接⼝的读写操作，都是由master发起。

当存在多个从设备时，通过各⾃的⽚选（slave select）信号进⾏管理。

硬件开发⼈员设计、提供的SPI接⼝，其实只是⼀个数据读写通道，具体读写数据所代表的意义需要在应⽤中定义。

不像SD接⼝那样，对于命令有着明确详细的定义。

SPI接⼝都包含哪些IO线？除了供电、接地两个模拟连接以外，SPI总线定义四组数字信号：- 接⼝时钟SCLK（Serial Clock，也叫SCK、CLK），master输出⾄slave的通讯时钟。

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。

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。

SPI总线

SPI总线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时序图详解-SPI接口在模式0下输出第一位数据的时刻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。

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）。

实验十一单片机之间SPI总线通信实验

成果
实现了两台单片机之间的SPI总线通信，成功传输了数据。掌握了SPI总线的通信协议和基本原理。
回顾本次实验成果和不足之处
• 熟悉了单片机的编程和调试过程。
回顾本次实验成果和不足之处
不足
在实验过程中，出现了数据传输错误的情况，需要进一步排查问题。
对SPI总线的通信速率和稳定性还需要进一步优化。
稳定性测试
通过示波器等工具测试硬件平台的信号稳定性和噪声水平，确保硬件平台正常工作。
编写并调试软件代码实现通信功能
软件代码编写
根据SPI总线通信协议和单片机编程语言规范，编写实现SPI通信功能的软件代码。
代码调试
通过单步调试、断点设置等方法，对编写的代码进行逐步调试，确保代码逻辑正确且能够实现预期的通信功能。
SPI通信协议
SPI通信协议定义了四种通信模式，包括主模式、从模式、 CPOL和CPHA的不同组合，以满足不同器件之间的通信需求。
SPI接口电路
SPI接口电路包括主控制器、从控制器、时钟信号线、数据输入线、数据输出线和片选信号线等部分，用于实现主从器件之间的数据传输。
单片机之间通信需求
01
02
03
数据传输需求
单片机之间需要进行数据传输，以实现信息共享、协同工作等功能。
实时性要求
单片机之间的通信需要满足一定的实时性要求，以确保数据传输的准确性和及时性。
可靠性要求
单片机之间的通信需要具备一定的可靠性，以避免数据传输错误或丢失等问题。
实验目标与意义
实验目标
通过搭建单片机之间的SPI总线通信实验平台，实现两个单片机之间的数据传输，验证SPI总线通信的可行性和稳定性。

SPI通信协议详解（四）

SPI通信协议详解（四）1.SPI协议简介板卡内不同芯⽚间通讯最常⽤的三种串⾏协议：UART、I2C、SPI，之前写过串⼝协议及其FPGA实现，今天我们来介绍SPI协议，SPI是Serial Perripheral Interface的简称，是由Motorola公司推出的⼀种⾼速、全双⼯的总线协议。

与IIC类似，SPI也是采⽤主从⽅式⼯作，主机通常为FPGA、MCU或DSP等可编程控制器，从机通常为EPROM、Flash，AD/DA，⾳视频处理芯⽚等设备。

⼀般由SCLK、CS、MOSI，MISO四根线组成，有的地⽅可能是：SCK、SS、SDI、SDO等名称，都是⼀样的含义，当有多个从机存在时，通过CS来选择要控制的从机设备。

和标准SPI类似的协议，还有TI的SSP协议，区别主要在⽚选信号的时序上。

2.4线还是3线？当我们谈到SPI时，默认情况下都是指标准的4线制Motorola SPI协议，即SCLK，MOSI，MISO和CS共4根数据线，标准4线制的好处是可以实现数据的全双⼯传输。

当只有⼀个主机和⼀个从机设备时，只需要⼀个CS，多个从机需要多个CS，各数据线的介绍：SCLK，时钟信号，时钟频率即SPI速率，和SPI模式有关MOSI，主机输出，从机输⼊MISO，主机输⼊，从机输出CS，从机设备选择，低电平有效3线制SPI，根据不同的应⽤场景，主要有以下2种类型：只有3根线：SCLK，CS和DI或DO，适⽤于单⼯通讯，主机只发送或接收数据。

只有3根线：SCLK，SDIO和CS，这⾥的SDIO作为双向端⼝，适⽤于半双⼯通讯，⽐如ADI的多款ADC芯⽚都⽀持双向传输。

在使⽤FPGA操作双向端⼝时，作为输⼊时要设置为⾼阻态z。

还有标准SPI协议的升级版，Dual SPI、Quad SPI和QPI等，这些协议不在本⼩节3线/4线制讨论的范围内，⽂章后⾯会提到。

3.4种⼯作模式既然是进⾏数据传输，双⽅就要明确从机在什么时刻去采样主机发出的数据，主机在什么时刻去读取从机发来的数据。

SPI总线协议介绍

SPI总线协议介绍一、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；支持多slave模式应用，一般仅支持单Master。

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接口有2根单向数据线，为全双工通信，目前应用中的数据速率可达几Mbps的水平。

总线结构如下图所示。

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，由主器件控制三、内部结构四、时钟极性和时钟相位在SPI操作中，最重要的两项设置就是时钟极性（CPOL或UCCKPL）和时钟相位（CPHA或UCCKPH）。

时钟极性设置时钟空闲时的电平，时钟相位设置读取数据和发送数据的时钟沿。

主机和从机的发送数据是同时完成的，两者的接收数据也是同时完成的。

所以为了保证主从机正确通信，应使得它们的SPI具有相同的时钟极性和时钟相位。

SPI接口时钟配置心得：在主设备这边配置SPI接口时钟的时候一定要弄清楚从设备的时钟要求，因为主设备这边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。

五、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和移位脉冲下，按位传输，高位在前，低位在后。

如下图所示，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。

五、数据传输在一个SPI时钟周期内，会完成如下操作：1) 主机通过MOSI线发送1位数据，从机通过该线读取这1位数据；2) 从机通过MISO线发送1位数据，主机通过该线读取这1位数据。

SPI协议_时序及时序图浅析

一、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(到从设备)---------------------------------------------------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全双工通讯，一次传2个字节---------------------------------------------------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

SPI总线协议同步外设接口(SPI)是由摩托罗拉公司开发的全双工同步串行总线，该总线大量用在与EEPROM、ADC、FRAM和显示驱动器之类的慢速外设器件通信。

SPI（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。

SPI总线协议介绍(易懂)

SPI总线协议介绍（易懂）目录CONTENTS•SPI总线协议产生背景•SPI总线协议内容介绍•SPI总线协议总结一、SPI总线协议背景12 SPI是由摩托罗拉(Motorola)公司于1979年开发的全双工同步串行总线，是微处理控制单元(MCU)和外围设备之间进行通信的同步串行端口。

主要应用在EEPROM、Flash、实时时钟(RTC)、数模转换器(ADC)、网络控制器、MCU、数字信号处理器(DSP)以及数字信号解码器之间。

SPI，全称Serial Peripheral Interface，中文意思是串行外部设备接口，是一种全双工、高速、同步的通信总线。

SPI 总线器件可直接与各个厂家生产的多种标准外围器件直接接口，一般使用4 条线:串行时钟线SCLK、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CS3SPI总线术语及定义，如表（1）所示：表（1） SPI总线术语及定义二、SPI总线协议内容1<1>.SPI总线采用主从模式架构，支持多从设备应用，一般只支持单主设备；<2>.当主设备想要和某从设备进行通信时候,主设备需要先向对应从设备的片选线(CS)山发送使能信号(高电平或者低电平,按从设备而定),表示选中该从设备；<3>.时钟由主设备控制，数据在时钟脉冲下按位传输，高位在前；<4>.目前应用中的数据速率可达几Mbps。

2SPI设备之间采用全双工模式通信，是一个主机和一个或者多个从机的主从模式。

主机负责初始化帧，这个数据传输帧可以用于读与写两种操作，片选线可以从多个从机选择一个来响应主机的请求。

如图（1）、图（2）、图（3）和图（4）所示图（1）SPI连接类型首先Master产生时钟，时钟频率小于或等于Slave支持的最大频率；随后Master通过产生时钟信号(SCLK)来控制数据传输，并通过将特定Slave的芯片选择(CS）线拉低来进行通信。

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通信协议(SPI总线)学习.doc

SPI通信协议（SPI总线）学习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、SPI优点支持全双工通信通信简单数据传输速率块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，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=0Mode1：CPOL=0，CPHA=1Mode2：CPOL=1，CPHA=0Mode3：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，数据发送是在下降沿。

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。

SPI-4.2接口协议分析

SPI-4.2协议分析一．SPI-4.2协议简介：SPI-4.2协议的全称为System Packet Interface，可译为“系统包接口”。

该协议由OIF （Optical Internetwoking Forum）创建，用于规定10Gbps聚合带宽应用下的物理层（PHY）和链路层（Link）之间的数据抱传输协议，支持多通道的包或信元传输。

适用于OC-192，ATM，POS以及10G以太网。

1．系统模型：SPI-4.2系统参考模型如图1所示，我们把从链路层到物理层的数据方向，称为“发送”方向；而从物理层到链路层的数据方向，称为“接收”方向。

在两个方向上，都存在数据流控制（流控）机制，流控数据传输方向和数据传输方向相反，把接收端的状态信息实时地反映到发射端，用来调节控制发射端的数据传输。

图1. SPI-4.2系统参考模型图在发送与接收方向，FIFO信息（流控数据）都是和相应得数据通路之间分开独立发送的，我们称之为带外传输。

状态信息的带外传输使得发送和接收接口相互独立，这就使得SPI4.2接口不仅适合于双向传输的链路层器件，也适合于单向传输的应用。

另外，数据包的地址、描述信息（包括包结束、包开始信息等）、差错控制编码都是和数据一起，进行带内传输。

SPI-4.2支持多通道（Port）传输。

一个通道，是指接收或发送方向上，相互传输数据的一对关联的实体。

如果有很多对关联的实体（即很多个通道），都在同时传输数据，它们可复用SPI总线。

最多可支持256个通道（由流控数据内的地址位[11:4]确定）。

例如OC-192的192个STS-1通道，快速以太网中的100个通道等，各个通道的数据都可以相互独立地复用在SPI 总线上传输。

2．协议特点：A．点对点互连（PHY与LINK之间）；B．支持最大256个通道；C．数据链路宽度为16位，LVDS差分I/O接口；线上最小数据速率为622Mbps；D．数据链路内部携带地址、起始标志和验证码等；E．使用源同步时钟，双沿采样，最小时钟频率为311MHz；F．流控端口宽度为2位，LVDS或LVTTL端口，同样是使用源同步时钟；G．接收模块和发射模块都有FIFO队列，用于缓存数据，队列长度由设计确定；H．接收模块和发射模块FIFO状态信息相互独立，并附带DIP-2校验码，提高传输可靠性。