一、SPI概述

SPI，是英語Serial Peripheral Interface的縮寫，顧名思義就是串列外圍設備介面。SPI，是一種高速的，全雙工，同步的通信匯流排，並且在晶元的管腳上只占用四根線，節約了晶元的管腳，同時為PCB的佈局上節省空間，提供方便，正是出於這種簡單易用的特性，現在越來越多的晶元集成了這種通信協議。

SPI是一個環形匯流排結構，由ss(cs)、sck、sdi、sdo構成，其時序其實很簡單，主要是在sck的控制下，兩個雙向移位寄存器進行數據交換

 SPI匯流排的系統

（1）MOSI：主器件數據輸出，從器件數據輸入
（2）MISO：主器件數據輸入，從器件數據輸出
（3）SCLK：時鐘信號，由主器件產生
（4）/SS：從器件使能信號，由主器件控制

SPI匯流排有四種工作方式(SP0, SP1, SP2, SP3)，其中使用的最為廣泛的是SPI0和SPI3方式。

 二、傳輸過程

上升沿發送、下降沿接收、高位先發送。

SPI，是英語Serial Peripheral Interface的縮寫，顧名思義就是串列外圍設備介面。SPI，是一種高速的，全雙工，同步的通信匯流排，並且在晶元的管腳上只占用四根線，節約了晶元的管腳，同時為PCB的佈局上節省空間，提供方便，正是出於這種簡單易用的特性，現在越來越多的晶元集成了這種通信協議。

上升沿到來的時候，sdo上的電平將被髮送到從設備的寄存器中。

下降沿到來的時候，sdi上的電平將被接收到主設備的寄存器中。

假設主機和從機初始化就緒：並且主機的sbuff=0xaa (10101010)，從機的sbuff=0x55 (01010101)，下麵將分步對spi的8個時鐘周期的數據情況演示一遍(假設上升沿發送數據)。

---------------------------------------------------------------------------------------
脈衝       主機sbuff   從機sbuff 　　sdi 　　sdo
---------------------------------------------------------------------------------------
0 00-0   10101010  01010101 　　0 　　 0
---------------------------------------------------------------------------------------
1 0--1   0101010x  10101011  　  0  　　1
1 1--0   01010100  10101011  　  0  　　1
---------------------------------------------------------------------------------------
2 0--1   1010100x  01010110  　  1  　　0
2 1--0   10101001  01010110       1  　　0
---------------------------------------------------------------------------------------
3 0--1   0101001x 10101101  　　0  　  1
3 1--0   01010010 10101101  　　0  　  1
---------------------------------------------------------------------------------------
4 0--1   1010010x 01011010  　　1       0
4 1--0   10100101 01011010  　   1  　  0
---------------------------------------------------------------------------------------
5 0--1   0100101x 10110101  　　0  　   1
5 1--0   01001010 10110101  　   0  　　1
---------------------------------------------------------------------------------------
6 0--1   1001010x 01101010  　　1  　　0
6 1--0   10010101 01101010  　　1  　　0
---------------------------------------------------------------------------------------
7 0--1   0010101x  11010101   　 0  　  1
7 1--0   00101010  11010101  　   0  　  1
---------------------------------------------------------------------------------------
8 0--1   0101010x  10101010  　　1  　　0
8 1--0   01010101  10101010  　　1  　　0
---------------------------------------------------------------------------------------

這樣就完成了兩個寄存器8位的交換，上面的0--1表示上升沿、1--0表示下降沿，sdi、 sdo相對於主機而言的。根據以上分析，一個完整的傳送周期是16位，即兩個位元組，因為，首先主機要發送命令過去，然後從機根據主機的名準備數據，主機在下一個8位時鐘周期才把數據讀回來。 

SPI主要特點有:可以同時發出和接收串列數據;可以當作主機或從機工作;提供頻率可編程時鐘;發送結束中斷標誌;寫衝突保護;匯流排競爭保護等。

三、內部結構

四、傳輸時序

SPI介面在內部硬體實際上是兩個簡單的移位寄存器,傳輸的數據為8位，在主器件產生的從器件使能信號和移位脈衝下，按位傳輸，高位在前，低位在後。如下圖所示，在SCLK的下降沿上數據改變，上升沿一位數據被存入移位寄存器。