SPI（Serial Peripheral interface）串行外圍設備接口。是微控制器和外圍IC（如傳感器,、 ADC,、 DAC,、移位寄存器、 SRAM等）之間使用最廣泛的接口之一,。SPI是一種同步,、全雙工、串行接口,。來自主機或從機的數(shù)據(jù)在時鐘上升沿或下降沿同步,。常見的4線接口如如所示：

SCK: 時鐘

MOSI: 主機輸出、從機輸入,。MOSI將數(shù)據(jù)從主機發(fā)送到從機,， MISO將數(shù)據(jù)從從機發(fā)送到主機。

MISO: 主機輸入,、從機輸出,。MOSI將數(shù)據(jù)從主機發(fā)送到從機， MISO將數(shù)據(jù)從從機發(fā)送到主機,。

SS: 片選,。來自主機的片選信號用于選擇從機。這通常是一個低電平有效信號,，拉高時從機與SPI總線斷開連接,。當使用多個從機時，主機需要為每個從機提供單獨的片選信號,。

產(chǎn)生時鐘信號的器件稱為主機,。主機和從機之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)與主機產(chǎn)生的時鐘同步。同昨文章介紹的IIC接口相比,， SPI器件支持更高的時鐘頻率（一般常見的達到了Mbps,要遠遠快于IIC）,。

SPI拓撲圖：

圖a是常見的一個從機的硬件拓撲圖，圖b是當有多個從機時使用的菊花鏈拓撲圖,。由圖可以看出CLK,MOSI,MISO都可以公用,CS信號需要接到不同的從機來區(qū)分不同的元器件。（這和IIC通過地址來區(qū)分不同）,。

SPI數(shù)據(jù)傳輸：

SPI通信主機必須發(fā)送時鐘信號,，并通過使能CS信號選擇從機。片選通常是低電平有效信號,。因此,，主機必須在該信號上發(fā)送邏輯0以選擇從機。 SPI是全雙工接口,，主機和從機可以分別通過MOSI和MISO線路同時發(fā)送數(shù)據(jù),。在SPI通信期間，數(shù)據(jù)的發(fā)送（串行移出到MOSI/SDO總線上）和接收（采樣或讀入總線(MISO/SDI)上的數(shù)據(jù)）同時進行,。串行時鐘沿同步數(shù)據(jù)的移位和采樣,。SPI接口允許用戶靈活選擇時鐘的上升沿或下降沿來采樣和/或移位數(shù)據(jù),。下圖是SPI數(shù)據(jù)的交換：

SPI的時鐘極性和相位：

在SPI中，主機可以選擇時鐘極性和時鐘相位,。在空閑狀態(tài)期間,， CPOL位設置時鐘信號的極性?？臻e狀態(tài)是指傳輸開始時CS為高電平且在向低電平轉變的期間,，以及傳輸結束時CS為低電平且在向高電平轉變的期間。 CPHA位選擇時鐘相位：,。根據(jù)CPHA位的狀態(tài),，使用時鐘上升沿或下降沿來采樣和/或移位數(shù)據(jù)。主機必須根據(jù)從機的要求選擇時鐘極性和時鐘相位,。根據(jù)CPOL和CPHA位的選擇,，有四種SPI模式可用。