SPI簡介

SPI(Serial Peripheral Interface)，即串行外部設(shè)備接口，是一種全雙工、高速、同步的串行通信總線。利用單獨的數(shù)據(jù)線和單獨的時鐘信號，來保證發(fā)送端和接收端的完美同步。

一 · SPI信號線

SPI接口一般使用3~4條信號線通信，以主從模式工作（產(chǎn)生時鐘的一側(cè)稱為主機，另一側(cè)稱為從機），收發(fā)獨立，可以實現(xiàn)多個SPI設(shè)備互相連接。

【SCK】: 串行時鐘信號（Serial Clock），由主設(shè)備產(chǎn)生發(fā)送給從機。

【MOSI】:主發(fā)從收信號（Master Output Slave Input），主設(shè)備輸出/從設(shè)備輸入引腳，該引腳在主模式下發(fā)送數(shù)據(jù)，在從模式下接收數(shù)據(jù)。

【MISO】:主收從發(fā)信號（Master Input Slave Output），主設(shè)備輸入/從設(shè)備輸出引腳，該引腳在從模式下發(fā)送數(shù)據(jù)，在主模式下接收數(shù)據(jù)。

【CS/SS】:片選信號（Slave Select），由主設(shè)備控制。它的功能是用來作為“片選引腳”，也就是選擇指定的從設(shè)備，讓主設(shè)備可以單獨地與特定從設(shè)備通訊，避免數(shù)據(jù)線上的沖突。

例.AS01模塊功能連接圖

二· SPI通信模式

SPI是允許主設(shè)備啟動從設(shè)備同步通訊的一種協(xié)議，從而達到數(shù)據(jù)交換的通信目的。

SPI通信有4種不同的操作模式，通過CPOL（時鐘極性）和CPHA（時鐘相位）來控配置主設(shè)備的通信模式。

SPI模式0

SPI模式0：CPOL=0，CPHA=0

即空閑態(tài)時，SCLK處于低電平，數(shù)據(jù)采樣是在第1個邊沿，也就是SCLK由低電平到高電平的跳變，數(shù)據(jù)采樣是在上升沿(準備數(shù)據(jù)），（發(fā)送數(shù)據(jù)）數(shù)據(jù)發(fā)送是在下降沿。

SPI模式1

SPI模式1：CPOL=0，CPHA=1

即空閑態(tài)時，SCLK處于低電平，數(shù)據(jù)發(fā)送是在第1個邊沿，也就是SCLK由低電平到高電平的跳變，所以數(shù)據(jù)采樣是在下降沿，數(shù)據(jù)發(fā)送是在上升沿。

SPI模式2

SPI模式2：CPOL=1，CPHA=0

即空閑態(tài)時，SCLK處于高電平，數(shù)據(jù)采集是在第1個邊沿，也就是SCLK由高電平到低電平的跳變，所以數(shù)據(jù)采集是在下降沿，數(shù)據(jù)發(fā)送是在上升沿。

SPI模式3

SPI模式3：CPOL=1，CPHA=1

即空閑態(tài)時，SCLK處于高電平，數(shù)據(jù)發(fā)送是在第1個邊沿，也就是SCLK由高電平到低電平的跳變，所以數(shù)據(jù)采集是在上升沿，數(shù)據(jù)發(fā)送是在下降沿。

三 · SPI模塊實測

1.采用10ppm高精度品質(zhì)晶振，全溫范圍內(nèi)(-40°C~+85°C) 精度偏差小，長期穩(wěn)定可靠，一致性好。實驗結(jié)果可見頻譜收斂，干凈無雜散，信號分離度優(yōu)異，信道間不易串頻。

2.良好的阻抗匹配，降低反射，得到最大化功率，提升接收靈敏度，也更好地保護電路板及元器件。

3.趨“1”的駐波

駐波波腹電壓與波谷電壓幅度之比，又稱為駐波系數(shù)、駐波比。駐波比等于1時，表示饋線和天線的阻抗完全匹配，此時高頻能量全部被天線輻射出去，沒有能量的反射損耗。

4.真實電流

大幅延長電池供電時間，同時自適應(yīng)連接、速率，延長電池使用壽命，休眠電流僅0.7uA

四 · SPI模塊優(yōu)勢

串行通信接口SPI因其

1.極其靈活的數(shù)據(jù)傳輸（不限于8位，可以是任意大小的字）；

2.沒有啟動和停止位，數(shù)據(jù)可以連續(xù)流式傳輸而不會中斷；

3.非常簡單的硬件結(jié)構(gòu)，占用更少的系統(tǒng)資源；

而在眾多通信方式中占據(jù)著一席之地。

非常適用于微控制器之間、以及微控制器和傳感器之間的通信。

因此被廣泛地應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)、RFID、 工控、醫(yī)療、RF4CE、安防報警、數(shù)據(jù)采集、智能家居、水電氣抄表等多種場合。