一、定义

SPI是Motorola首先提出的全双工四线同步串行外围接口，采用主从模式（Master-Slave）架构。

二、单机与多机通信

4线SPI器件有四个信号：时钟(SPI CLK, SCLK)、主机输出从机输入(MOSI)、主机输入从机输出(MISO)、片选(CS/NSS)。

在MOSI、MISO和SPI主从机内部的数据寄存器构成一个数据串行传输的环路，在时钟SCLK的控制下实现数据的环形传输。

2.2 多机通信

三、工作模式

SPI总线有四种工作方式，其中使用的最为广泛的是模式0和模式3方式。

CPOL(Clock Polarity)：时钟极性选择

• CPOL=0 SPI总线空闲时(片选引脚为高电平)，时钟线为低电平 ；
• CPOL=1 SPI总线空闲时(片选引脚为高电平)，时钟线为高电平。

CPHA(Clock Phase)：时钟相位选择

• CPHA=0 在SCLK第一个跳变沿，主机对MISO引脚电平采样；主机的数据发送则在第二个跳变沿。
• CPHA=1 在SCLK第二个跳变沿，主机对MISO引脚电平采样。主机的数据发送则在第一个跳变沿。

汇总

• CPHA=0、CPOL=0：此时空闲态时，SCLK处于低电平，数据采样是在第1个边沿，就是SCLK由低电平到高电平的跳变，所以数据采样是在上升沿(准备数据），（发送数据）数据发送是在下降沿。
• CPHA=0、CPOL=1：此时空闲态时，SCLK处于高电平，数据采集是在第1个边沿，即SCLK由高电平到低电平的跳变，所以数据采集是在下降沿，数据发送是在上升沿
• CPHA=1、CPOL=0：此时空闲态时，SCLK处于低电平，数据发送是在第1个边沿，即SCLK由低电平到高电平的跳变，所以数据采样是在下降沿，数据发送是在上升沿。
• CPHA=1、CPOL=1：此时空闲态时，SCLK处于高电平，数据发送是在第1个边沿，即SCLK由高电平到低电平的跳变，所以数据采集是在上升沿，数据发送是在下降沿。

关于跳变沿

• 模式3中的第一跳变沿告诉从机可以读取MOSI引脚电平；第二跳变沿主机可以可靠读取MISO引脚电平。
• 在项目开发当中，用的比较多是模式0（2.4G无线传输模块：NRF24L01；RFID模块：RC522）和模式3（SPI FLASH：W25Q128）。