SPI是串行外設(shè)接口(Serial Peripheral Interface)的縮寫。是一種同步串行接口技術(shù)，是高速的，全雙工，同步的通信總線。

1、SPI接口的優(yōu)點

支持全雙工操作;

操作簡單;

數(shù)據(jù)傳輸速率較高。

同時，它也具有如下缺點：

需要占用主機較多的口線(每個從機都需要一根片選線);

只支持單個主機;

沒有指定的流控制，沒有應(yīng)答機制確認是否接收到數(shù)據(jù)。

2、SPI通信原理

SPI的通信原理是以主從方式工作，這種模式通常有一個主設(shè)備和一個或多個從設(shè)備。SPI接口經(jīng)常被稱為4線串行總線，分別是SDI(數(shù)據(jù)輸入)、SDO(數(shù)據(jù)輸出)、SCLK(時鐘)、CS(片選)。

(a)SDO/MOSI – 主設(shè)備數(shù)據(jù)輸出，從設(shè)備數(shù)據(jù)輸入;

(b)SDI/MISO – 主設(shè)備數(shù)據(jù)輸入，從設(shè)備數(shù)據(jù)輸出;

(c)SCLK – 時鐘信號，由主設(shè)備產(chǎn)生;

(d)CS/SS – 從設(shè)備使能信號，由主設(shè)備控制。

在SPI總線上，某一時刻可以出現(xiàn)多個從設(shè)備，但只能存在一個主設(shè)備，主設(shè)備通過片選線來確定要通信的從設(shè)備。這就要求從設(shè)備的MISO口具有三態(tài)特性，使得該口線在設(shè)備未被選通時表現(xiàn)為高阻抗。

3、數(shù)據(jù)傳輸

在一個SPI時鐘周期內(nèi)，會完成如下操作：

1) 主設(shè)備通過MOSI線發(fā)送1位數(shù)據(jù)，從設(shè)備通過該線讀取這1位數(shù)據(jù);

2) 從設(shè)備通過MISO線發(fā)送1位數(shù)據(jù)，主設(shè)備通過該線讀取這1位數(shù)據(jù);

這是通過移位寄存器來實現(xiàn)的。如圖所示，主設(shè)備和從設(shè)備各有一個移位寄存器，且二者連接成環(huán)。隨著時鐘脈沖，數(shù)據(jù)按照從高位到低位的方式依次移出主設(shè)備寄存器和從機寄存器，并且依次移入從設(shè)備寄存器和主設(shè)備寄存器。當寄存器中的內(nèi)容全部移出時，相當于完成了兩個寄存器內(nèi)容的交換。

4、內(nèi)部工作機制

SSPSR 是 SPI 設(shè)備內(nèi)部的移位寄存器(Shift Register). 它的主要作用是根據(jù) SPI 時鐘信號狀態(tài), 往 SSPBUF 里移入或者移出數(shù)據(jù), 每次移動的數(shù)據(jù)大小由Bus-Width 以及 Channel-Width 所決定。