STM32SPI

SPI通信（不完整）

物理层

在SPI通信协议中，所有的主机共用CLK、MOSI、MISO三根线，另外各自拉出来一条SS(CS)与主机相连。

• SS/CS(Slave select / Chip select)：设备使能信号。一主多从时，SS/CS表示从设备是否被选中。当需要操作某一从设备时，这条设备单独拉出来一条SS/CS连接主机，此SS/CS上面的片选信号为预先规定的使能信号时，主设备对该从设备的操作才有效；
• SCLK(Serial Clock)：就当i2c里的CLK理解即可；
• MOSI(Master Output Slave Input)：主设备输出（从设备输入）；
• MISO(Master Input Slave Output)：主设备输入（从设备输出）。

MOSI和MISO一定有一个I而另一个就会是O，所以MISO和MOSI只需要看前面两个字母。

SS/CS的奇妙理解方式

SS/CS可以理解为特朗普搞了两个按钮，按下其中一个会让工作人员给他送上可乐，而按下另一个则会让核弹发射。

SPI特征

SPI 协议是由摩托罗拉公司提出的通讯协议(Serial PeripheralInterface)，即串行外围设备接口，是一种高速全双工的通信总线。它被广泛地使用在 ADC、 LCD 等设备与 MCU间，要求通讯速率较高的场合。¹

SPI总线是一种高速全双工同步串行通信总线，它可以使CPU与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息。¹

SPI的主要应用领域包括：EEPROM、FLASH、AD转换器、各种传感器等设备通信领域。SPI总线协议在不同的半导体公司的具体实施细节可能有所不同，因此具体的应用还是要参考特定器件的数据手册。¹

SPI总线支持全双工通信，而且支持高速应用(100Mbp速率以上)。SPI协议支持的字长不限于8位，可以根据应用的特点灵活选择消息的字长。在点对点的通信中，SPI协议不需要进行寻址操作，显得简单且高效。¹

但是SPI协议并没有流控制和应答机制，因此在可靠性方面可能较差。¹

通信原理

1. 主设备(Master，唐僧师傅)发起信号，拉低SS，启动通信
2. 主机发送时钟信号，告诉从设备进行写数据或读数据操作（采集时机可能是时钟上升沿或下降沿，取决于SPI四种模式的选择），从机会读取数据线上的1bit信号
3. 主机发送的数据写到发送缓冲区(Memory)，缓存区经过移位寄存器，串行移位寄存器通过MOSI发给从机，同时MISO接收到的数据放到接收缓存区
4. 从机(Slave)将自己的串行移位寄存器中的值通过MISO发送给主机，同时MOSI接收主机发送的数据。
   

通信特性

设备选择

选择谁，就拉低谁的SS。

设备时钟

时钟速率不写了

时钟极性

时钟极性通常缩写为CKP或CPOL。时钟极性和相位共同决定读取数据的方式，比如信号上升沿读取数据还是信号下降沿读取数据。
CKP可以配置为0或1，这意味着你可以根据需要将时钟的默认状态（IDLE）设置为高或低。极性反转可以通过简单的逻辑逆变器实现。你必须参考设备的数据手册才能正确设置CKP和CKE。²

0	1
时钟空闲IDLE为低电平 0	时钟空闲IDLE为高电平1

时钟相位

根据硬件制造商的不同，时钟相位通常写为CKE或CPHA。时钟相位/边沿，也就是采集数据时是在时钟信号的具体相位或者边沿。

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

SPI通信操作模式

SPI通信操作模式定义了在时钟脉冲的哪条边沿输出信号，在哪条采样边沿采样输入信号。

• Mode0：CKP=0，CKE =0：当空闲态时，SCK处于低电平，数据采样是在第1个边沿，也就是SCK由低电平到高电平的跳变，所以数据采样是在上升沿（准备数据），（发送数据）数据发送是在下降沿。
• Mode1：CKP=0，CKE=1：当空闲态时，SCK处于低电平，数据发送是在第2个边沿，也就是SCK由低电平到高电平的跳变，所以数据采样是在下降沿，数据发送是在上升沿。
• Mode2：CKP=1，CKE=0：当空闲态时，SCK处于高电平，数据采集是在第1个边沿，也就是SCK由高电平到低电平的跳变，所以数据采集是在下降沿，数据发送是在上升沿。
• Mode3：CKP=1，CKE=1：当空闲态时，SCK处于高电平，数据发送是在第2个边沿，也就是SCK由高电平到低电平的跳变，所以数据采集是在上升沿，数据发送是在下降沿。

多个从机

感觉很容易理解，不写了。

参考文献

¹. SPI通信协议 ↩

². 一文搞懂SPI通信协议 ↩