一文詳解SPI總線協(xié)議

1.SPI總線概述

SPI是串行外設(shè)接口(Serial Peripheral Interface)的縮寫。是Motorola公司推出的一種同步串行接口技術(shù)，是一種高速的，全雙工，同步的通信總線。主要應(yīng)用在EEPROM，F(xiàn)LASH，實(shí)時(shí)時(shí)鐘，AD 轉(zhuǎn)換器，數(shù)字信號處理器和數(shù)字信號解碼器等設(shè)備與MCU之間進(jìn)行通信。

SPI具有通信簡單，支持全雙工通信，數(shù)據(jù)傳輸速度快的優(yōu)點(diǎn)。但是由于SPI沒有指定的流控制，沒有應(yīng)答機(jī)制確認(rèn)數(shù)據(jù)是否發(fā)送或接收成功，所以SPI總線跟IIC總線比較的話，SPI總線在數(shù)據(jù)可靠性上有一定的缺陷。

2.SPI信號線

SPI的通信原理很簡單，它以主從方式工作，這種模式通常有一個(gè)主設(shè)備和一個(gè)或多個(gè)從設(shè)備。SPI使用3條通訊總線和1條片選線。

(1).MOSI

主設(shè)備數(shù)據(jù)輸出，從設(shè)備數(shù)據(jù)輸入。

(2).MISO

主設(shè)備數(shù)據(jù)輸入，從設(shè)備數(shù)據(jù)輸出。

(3).SCLK(或叫SCK)

時(shí)鐘信號線，用于通訊同步，該信號由主機(jī)產(chǎn)生和控制。

(4).CS

片選線，從設(shè)備使能信號，由主設(shè)備控制。當(dāng)有多個(gè)從設(shè)備的時(shí)候，因?yàn)槊總€(gè)從設(shè)備上都有一個(gè)片選引腳接入到主設(shè)備機(jī)中，當(dāng)我們的主設(shè)備和某個(gè)從設(shè)備通信時(shí)就需要設(shè)置從設(shè)備對應(yīng)的片選引腳，來使能從設(shè)備。

SPI通訊設(shè)備之間的連接方式，如下圖所示：

2020-09-05

3.SPI總線的4種通訊模式

SPI通信有4種不同的通訊模式，不同的從設(shè)備可能在出廠時(shí)就配置為某種模式，這是不能改變的；但我們的通信雙方必須是工作在同一模式下，所以我們可以對我們的主設(shè)備的SPI模式進(jìn)行配置，通過CPOL（時(shí)鐘極性）和CPHA（時(shí)鐘相位）來控制我們主設(shè)備的通信模式。

MOSI和MISO線在SCK的每個(gè)時(shí)鐘周期傳輸一位數(shù)據(jù)，開發(fā)者可以自行設(shè)置MSB或LSB先行，不過需要保證兩個(gè)通訊設(shè)備都使用同樣的協(xié)定。

時(shí)鐘極性CPOL是用來配置SCK空閑狀態(tài)的電平，時(shí)鐘相位CPHA是用來配置數(shù)據(jù)采樣是在第幾個(gè)邊沿。

CPOL=0，表示當(dāng)SCK=0時(shí)處于空閑態(tài)，所以有效狀態(tài)就是SCK處于高電平時(shí)；
CPOL=1，表示當(dāng)SCK=1時(shí)處于空閑態(tài)，所以有效狀態(tài)就是SCK處于低電平時(shí)；
CPHA=0，表示數(shù)據(jù)采樣是在第1個(gè)邊沿，數(shù)據(jù)發(fā)送在第2個(gè)邊沿；
CPHA=1，表示數(shù)據(jù)采樣是在第2個(gè)邊沿，數(shù)據(jù)發(fā)送在第1個(gè)邊沿；

CPOL和CPHA進(jìn)行組合配置之后產(chǎn)生四種時(shí)序關(guān)系，也就是四種通訊模式。四種通訊模式文字描述如下：

CPOL=0，CPHA=0：此時(shí)空閑態(tài)時(shí)，SCK處于低電平，數(shù)據(jù)采樣是在第1個(gè)邊沿，也就是SCK由
低電平到高電平的跳變，所以數(shù)據(jù)采樣是在上升沿，數(shù)據(jù)發(fā)送是在下降沿。

CPOL=0，CPHA=1：此時(shí)空閑態(tài)時(shí)，SCK處于低電平，數(shù)據(jù)發(fā)送是在第1個(gè)邊沿，也就是SCK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。

CPOL=1，CPHA=0：此時(shí)空閑態(tài)時(shí)，SCK處于高電平，數(shù)據(jù)采集是在第1個(gè)邊沿，也就是SCK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。

CPOL=1，CPHA=1：此時(shí)空閑態(tài)時(shí)，SCK處于高電平，數(shù)據(jù)發(fā)送是在第1個(gè)邊沿，也就是SCK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。

2020-09-05

下面的表格是對上述描述的SPI四種通訊模式的總結(jié)：

SPI模式	CPOL	CPHA	SCK空閑時(shí)電平	數(shù)據(jù)采樣	數(shù)據(jù)發(fā)送
0	0	0	低電平	第1個(gè)邊沿	第2個(gè)邊沿
1	0	1	低電平	第2個(gè)邊沿	第1個(gè)邊沿
2	1	0	高電平	第1個(gè)邊沿	第2個(gè)邊沿
3	1	1	高電平	第2個(gè)邊沿	第1個(gè)邊沿

模式0和模式3的差異主要是，模式0的SCK空閑電平是低電平，模式3的SCK空閑電平是高電平。因?yàn)槟Ｊ?的SCK空閑電平是低電平，數(shù)據(jù)采樣發(fā)生在SCK的第1個(gè)邊沿，也就是SCK的上升沿，數(shù)據(jù)發(fā)送發(fā)生在SCK的第2個(gè)邊沿，也就是SCK的下降沿。同樣的因?yàn)槟Ｊ?的SCK空閑電平是高電平，數(shù)據(jù)采樣發(fā)生在SCK的第2個(gè)邊沿，也就是SCK的上升沿，數(shù)據(jù)發(fā)送發(fā)生在SCK的第1個(gè)邊沿，也就是SCK的下降沿。

從上面一段文字，可以對模式0和模式3進(jìn)行一個(gè)總結(jié)：模式0和模式3的主要差異是SCK空閑電平的狀態(tài)不一樣，模式0的SCK空閑電平是低電平，模式3的SCK空閑電平是高電平；模式0和模式3都在SCK的上升沿進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣，在SCK的下降沿進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送。

同樣的，可以對模式1和模式2進(jìn)行一個(gè)總結(jié)：模式1和模式2的主要差異是SCK空閑電平的狀態(tài)不一樣，模式1的SCK空閑電平是低電平，模式2的SCK空閑電平是高電平；模式1和模式2都在SCK的下降沿進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣，在SCK的上升沿進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送。

　　審核編輯：湯梓紅

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mcu(342695) mcu(342695)
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SPI總線協(xié)議和I2C總線協(xié)議

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串行通信SPI總線的詳解分析

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SPI總線協(xié)議

SPI總線協(xié)議參考

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SPI總線協(xié)議

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關(guān)于I2C和SPI總線協(xié)議

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探討一下SPI通訊協(xié)議

來到SPI通訊協(xié)議了。廢話兩句，“SPI很重要”，這是我在學(xué)校時(shí)候聽那些單片機(jī)開發(fā)工程師說的。出來實(shí)習(xí)，到后來工作，確實(shí)如此，SPI的使用很常見，那么自然重要咯。SPI(Serial

2022-02-17 07:30:18

3分鐘理解通信協(xié)議之SPI總線 #通信協(xié)議

通信協(xié)議SPISPI總線總線/接口技術(shù)

硬聲課堂發(fā)布于 2021-10-18 10:18:55

基于PC/104 總線與CPLD 的SPI 接口設(shè)計(jì)

本文根據(jù)SPI 同步串行接口的通信協(xié)議，介紹了在CPLD 中利用VHDL 語言實(shí)現(xiàn)PC/104 總線擴(kuò)展SPI 接口的設(shè)計(jì)原理和編程思想。通過該方法的介紹，使得那些沒有SPI 接口功能的

2009-05-30 09:28:18

用SPI總線實(shí)現(xiàn)DSP和MCU之間的高速通信

簡述了SPI總線協(xié)議工作時(shí)序和配置要求，通過一個(gè)成功的實(shí)例詳細(xì)介紹了使用SPI總線實(shí)現(xiàn)DSP與MCU之間的高速通信方法，并參考實(shí)例給出了SPI接口的硬件連接、初始化、以及傳輸

2009-11-27 15:10:35

基于CP2120的SPI與I2C總線接口轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)

基于CP2120的SPI與I2C 總線接口轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì):SPI總線和FC總線應(yīng)用廣泛，但由5--g-~ 協(xié)議不同，兩種總線器件間無法進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，因此．設(shè)計(jì)了基于CP2120的SPI總線與VC總線接口轉(zhuǎn)換電

2010-04-12 08:35:08

數(shù)字接口系列文章之SPI總線

數(shù)字接口系列文章之SPI總線　串行外設(shè)接口 (SPI) 總線是一種運(yùn)行于全雙工模式下的同步串行數(shù)據(jù)鏈路。用于在單個(gè)主節(jié)點(diǎn)和一個(gè)或多個(gè)從節(jié)點(diǎn)之間交換數(shù)據(jù)。SPI 總線

2010-01-08 10:46:41

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SPI接口總線介紹

SPI接口總線介紹 SPI 可以作為主、從器件工作，并可在同一總線上支持多個(gè)主、從器件。SPI 主要使用3 個(gè)信號。（1）主輸出、從

2010-11-24 08:41:32

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SPI總線簡介與參考實(shí)例

spi協(xié)議介紹，通過文檔形式說明spi總線時(shí)序

2015-11-19 15:12:49

SPI、I2C、UART串行總線協(xié)議

串口通訊通信協(xié)議UART，以及常用外設(shè)通信協(xié)議 SPI、I2C的介紹與他們之間的區(qū)別

2015-11-30 11:28:36

SPI總線及I2C總線工作原理

SPI總線及I2C總線工作原理，本內(nèi)容詳細(xì)介紹了SPI總線和I2C總線的工作原理和比較

2015-12-08 16:55:51

基于SPI協(xié)議的SD卡讀寫

基于SPI協(xié)議的SD卡讀寫，SD卡的協(xié)議分析。

2016-01-06 14:24:39

SPI總線協(xié)議介紹

這是SPI協(xié)議的介紹，很有用的哦，歡迎大家下載。

2016-04-13 14:21:41

《振南電子STM32視頻教程》第十一講：SPI總線

[第11講] SPI總線(85分鐘)，由何強(qiáng)主講.本課主要講解：(1).SPI總線介紹;(2).SPI總線的通訊時(shí)序;(3).STM32中的SPI控制器;(4).FLASH AT45DB161D的操作;(5).STM32中的SPI控制器的寄存器詳解;(6).SPI的庫函數(shù)詳解;

2016-10-09 16:08:12

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SPI、I2C、UART三種串行總線協(xié)議的區(qū)別

SPI、I2C、UART三種串行總線協(xié)議的區(qū)別

2017-07-17 17:23:16

單總線協(xié)議詳解

單總線即one-wire總線，是美國DALLAS公司推出的外圍串行擴(kuò)展總線技術(shù)。與SPI、IC串行數(shù)據(jù)通信方式不同．它采用單根信號線，既傳輸時(shí)鐘又傳輸數(shù)據(jù)，而且數(shù)據(jù)傳輸是雙向的，具有節(jié)省

2017-10-24 17:50:48

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spi與i2c總線協(xié)議的對比分析

通信協(xié)議非常適合近距離低速芯片間通信。Philips（for I2C）和Motorola（for SPI）出于不同背景和市場需求制定了這兩種標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議。

2017-12-06 11:57:43

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I2C和SPI總線協(xié)議詳解

一種只使用二根線接連所有外圍芯片的總線協(xié)議。最初的標(biāo)準(zhǔn)定義總線速度為100kbps。經(jīng)歷幾次修訂，主要是1995年的400kbps，1998的3.4Mbps。

2017-12-12 11:08:51

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詳細(xì)剖析I2C和SPI通信協(xié)議的區(qū)別

, USB, SATA, PCI-Express等傳輸速度達(dá)數(shù)百上千兆字節(jié)每秒的總線。但是，我們不能忘記的是各種總線的用途是什么?！按蟆?b class="flag-6" style="color: red">協(xié)議是用于系統(tǒng)外的整個(gè)系統(tǒng)之間通信的，“小”協(xié)議是用于系統(tǒng)內(nèi)各芯片間的通信，沒有跡象表明“大”協(xié)議有必要取代“小”協(xié)議。IIC和SPI的存在和流行體現(xiàn)了“夠用就好”的哲學(xué)。

2018-01-03 11:40:01

27468

IIC和SPI總線協(xié)議的區(qū)別

2018-04-24 12:41:00

6041

SPI總線協(xié)議和SPI時(shí)序圖的詳細(xì)資料講解

SPI，是英語 Serial Peripheral Interface 的縮寫，顧名思義就是串行外圍設(shè)備接口。SPI，是一種高速的，全雙工，同步的通信總線，并且在芯片的管腳上只占用四根線，節(jié)約了芯片

2018-12-10 08:00:00

詳解SPI總線協(xié)議與時(shí)序圖

2019-06-16 10:42:15

13406

一文介紹SPI串行總線

SPI協(xié)議是由摩托羅拉公司提出的通訊協(xié)議（SerialPeripheralInterface），即串行外圍設(shè)備接口，是一種高速全雙工的通信總線。

2020-07-16 17:58:22

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基于SPI協(xié)議的SD卡讀寫說明

數(shù)字設(shè)備。為此，本文首先介紹了單片機(jī)在SPI協(xié)議下與SD卡硬件接口電路，然后簡要闡述了SPI總線模式以及軟件模擬的SPI總線字節(jié)傳輸，最后給出了具體實(shí)現(xiàn)SD卡的初始化和讀寫的軟件流程。

2021-03-17 16:07:58

詳解串行總線中的SATA協(xié)議

書接上回-《串行總線技術(shù)（一）-串行總線結(jié)構(gòu)（以PCIe為例）》《串行總線技術(shù)（二）-串行總線中的先進(jìn)設(shè)計(jì)理念及SerDes/PMA介紹》，今天詳解SATA協(xié)議。簡介SATA（Serial

2021-11-01 10:53:58

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基于FPGA與MCU通信的SPI協(xié)議設(shè)計(jì)

2021-11-05 15:35:59

基于FPGA的SPI協(xié)議及設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

，F(xiàn)SMC等協(xié)議。本文將基于FPGA來介紹并設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的SPI總線協(xié)議，實(shí)現(xiàn)FPGA與MCU的數(shù)據(jù)通信。SPI是英語Serial Peripheral Interface的縮寫，顧名思義就是串行外圍設(shè)備...

2021-11-05 19:05:59

SPI協(xié)議詳解

1.SPI協(xié)議簡介1.1.SPI協(xié)議概括　　SPI，是英語Serial Peripheral interface的縮寫，顧名思義就是串行外圍設(shè)備接口。是Motorola首先在其MC68HCXX系列

2021-11-29 12:06:04

STM32F429入門（二十一）：SPI協(xié)議及SPI讀寫FLASH

IIC主要用于通訊速率一般的場合，而SPI一般用于較高速的場合。一、SPI協(xié)議簡介SPI 協(xié)議是由摩托羅拉公司提出的通訊協(xié)議(Serial Peripheral Interface)，即串行外圍

2021-12-07 19:06:16

SPI總線

SPI總線（串行外設(shè)接口）全雙工通信主設(shè)備：設(shè)置配置：Arduino中的SPI庫（串行外設(shè)接口）全雙工通信SPI是一個(gè)主/從協(xié)議，一主多從，一次只能和一個(gè)設(shè)備通信。主設(shè)備：MOSI ：主輸出，從輸入

2021-12-22 19:13:02

軟件模擬SPI協(xié)議

學(xué)習(xí)的SPI串行總線通訊協(xié)議的內(nèi)容，由于所用單片機(jī)沒有硬件SPI，所以需要用IO口來模擬SPI。什么是SPISPI的定義可以去網(wǎng)上查，能查到很多，這里主要記一下比較有用的部分。SPI的通信原理很簡單

2021-12-22 19:14:24

SPI協(xié)議

2021-12-22 19:17:38

SPI通訊協(xié)議介紹

2021-12-22 19:18:39

SPI總線協(xié)議及詳解

串行外圍設(shè)備接口。SPI，是一種高速的，全雙工，同步的通信總線，并且在芯片的管腳上只占用四根線，節(jié)約了芯片的管腳，同時(shí)為PCB的布局上節(jié)省空間，提供方便，正是出于這種簡單易用的特性，現(xiàn)在越來越多的芯...

2021-12-22 19:18:49

[SPI].SPI協(xié)議詳解

轉(zhuǎn)自：http://www.sohu.com/a/211324861_4686261、 SPI簡介SPI，是英語Serial Peripheral interface的縮寫，顧名思義就是串行外圍設(shè)備

2021-12-22 19:19:40

通信協(xié)議：SPI

STM32模擬SPI通信協(xié)議SPI的簡介：SPI是串行外設(shè)接口的縮寫，是一種高速的，全雙工、同步的串行通信總線；SPI也可以實(shí)現(xiàn)一主多從，而實(shí)現(xiàn)一主多從是通過CS片選來實(shí)現(xiàn)，于IIC有些不同；SPI

2021-12-22 19:20:00

spi協(xié)議介紹

文章目錄前言一、SPI介紹1.SPI總線2.尋址方式二、通信原理1.通信過程2.極性和相位3.四種工作模式三、SPI與I2C的異同1.相同點(diǎn)2.不同點(diǎn)總結(jié)前言spi協(xié)議和I2C協(xié)議是非常類似的，兩種

2021-12-22 19:21:12

通信協(xié)議（SPI）

一、SPI簡介SPI(Serial Peripheral Interface)是串行外設(shè)接口的縮寫，SPI是高速的，**全雙工**、**同步**的串行通信總線；SPI采用主從方式工作，一般

2021-12-22 19:33:38

《STM32從零開始學(xué)習(xí)歷程》——SPI協(xié)議層

》[正點(diǎn)原子]STM32F4開發(fā)指南-庫函數(shù)版本_V1.2[ST]《STM32F4xx中文參考手冊》SPI協(xié)議及總線協(xié)議介紹W25Q128產(chǎn)品數(shù)據(jù)手冊協(xié)議層介紹SPI協(xié)議定義了通訊的起始和停止信號、數(shù)據(jù)有效性、時(shí)鐘同步等環(huán)節(jié)。SPI基本通訊過程：標(biāo)號①處，NSS信號線由高變低，是

2021-12-22 19:36:11

一文看懂SPI協(xié)議

作者：王超首發(fā)：電子電路開發(fā)學(xué)習(xí)都有哪些內(nèi)容？SPI協(xié)議簡介4線還是3線？4種工作模式多種傳輸速率SPI協(xié)議的時(shí)序SPI協(xié)議的升級版FPGA實(shí)...

2022-01-25 18:35:23

關(guān)于I2C和SPI總線協(xié)議

)的身影。原因是這兩種通信協(xié)議非常適合近距離低速芯片間通信。Philips（for IIC）和Motorola（for SPI）出于不同背景和市場需求制定了這兩種標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議。 IIC 開發(fā)于1982年，...

2022-02-11 15:06:26

SPI總線協(xié)議及SPI時(shí)序圖詳解

的管腳，同時(shí)為PCB的布局上節(jié)省空間，提供方便，正是出于這種簡單易用的特性，現(xiàn)在越來越多的芯片集成了這種通信協(xié)議。 SPI是一個(gè)環(huán)形總線結(jié)構(gòu)，由ss(cs)、sck、sdi、sdo構(gòu)成，其時(shí)序其實(shí)很簡單，...

2022-02-11 15:41:09