文章目录前言IIC 与 SPI对比一、SPI是什么二、SPI物理架构三、SPI工作原理四、 SPI工作模式【4种工作模式】五、SPI寄存器介绍1. SPI控制寄存器1(SPI_CR1)(I2S模式下不使用)2. SPI控制寄存器2(SPI_CR2)3. SPI 状态寄存器(SPI_SR)4. SPI 数据寄存器(SPI_DR)六、库函数总结前言本文主要介绍SPI相关理论知识其物理架构、工作原理、工作模式以及寄存器和库函数等内容更全面的了解SPI。IIC 与 SPI对比IIC是半双工通讯无法同时收发信息【发时无法收收时无法发】SPI是全双工通讯可以同时收发信息IIC通讯协议较复杂而SPI通讯协议较简单IIC需要通过地址选择从机而SPI只需一个引脚即可选中从机【与从机通信拉低该引脚既可】IIC通讯速率一般为100kHz左右而SPI可以达到50MHz【速率快】IIC需要的通讯线较少而SPI需要的通讯线较多。一、SPI是什么SPI是串行外设接口Serial Peripheral Interface的缩写是一种高速的、全双工、同步的通信总线并且在芯片的管脚上只占用四根线节约了芯片的管脚同时为PCB的布局上节省空间提供方便正是出于这种简单易用的特性越来越多的芯片集成了这种通信协议比如AT91RM9200。二、SPI物理架构SPI总线包含4条通讯线分别为SS、SCK、MOSI、MISO。它们的作用介绍如下1MISO- Master Input Slave Output, 主设备数据输入从设备数据输出2MOSI- Master Output Slave Input主设备数据输出从设备数据输入3SCK- Serial Clock时钟信号由主设备产生4SS(CS)- Chip Select 片选信号由主设备控制STM32F1系列芯片有3个SPI接口。三、SPI工作原理只发送不管从机收到什么就行只接收随便发一点东西把从机的内容接收过来。正常发0xFF把从机数据交换过来。SPI框图四、 SPI工作模式【4种工作模式】思考SPI通过波特率发生器来一个时钟进行一次移位思考时钟是上升沿触发还是下降沿触发高电平触发还是低电平触发需要知道【时钟极性】和【时钟相位】时钟极性【CPOL】没有数据传输时时钟线的空闲状态电平0SCK在空闲状态保持低电平1SCK在空闲状态保持高电平时钟相位CPHA时钟线在第几个时钟边沿采样数据0SCK的第一奇数边沿进行数据位采样数据在第一个时钟边沿被锁存1SCK的第二偶数边沿进行数据位采样数据在第二个时钟边沿被锁存SPI工作模式CPOLCPHASCL空闲状态采样边沿采样时刻000低电平上升沿奇数边沿101低电平下降沿偶数边沿210高电平下降沿奇数边沿311高电平上升沿偶数边沿模式0和模式3最常用模式0时序图CS片选信号先拉低再拉高CLK:高低→高低橙色线进行采样模式3相反偶数边沿采样五、SPI寄存器介绍1. SPI控制寄存器1(SPI_CR1)(I2S模式下不使用)BIDIMODE双向数据模式使能可选择是全双工还是半双工模式。DFF数据帧格式 (Data frame format)。可配置8位或16位。SSM软件从设备管理控制NSS引脚LSBFIRST帧格式SPESPI使能设置1用SPIBR[2:0]波特率控制MSTR主设备选择0——从设备1——主设备CPOL时钟极性CPHA时钟相位2. SPI控制寄存器2(SPI_CR2)TXEIE发送缓冲区空中断使能RXNEIE接收缓冲区非空中断使能3. SPI 状态寄存器(SPI_SR)TXE发送缓冲为空,1为空 TDRRXNE接收缓冲非空1为非空 RDR4. SPI 数据寄存器(SPI_DR)数据寄存器对应两个缓冲区一个用于写(发送缓冲)【TDR】另外一个用于读(接收缓冲)【RDR】。写操作将数据写到发送缓冲区读操作将返回接收缓冲区里的数据。六、库函数HAL_SPI_Init();// 发送与接收函数操作DR寄存器HAL_SPI_TransmitReceive();// 数据量大用DMAHAL_SPI_TransmitReceive_DMA();// 中断HAL_SPI_TransmitReceive_IT();SPI理论部分到这结束但SPI是一个通信接口需要一个设备进行通信。【W25Q128设备】总结SPI是串行外设接口是一种高速的、全双工、同步的通信总线。其速度能达到几十Mbps甚至上百Mbps。它需要四根线分别为SCK、MOSI、MISO、SS。MOSI、MISO可以同时传输数据效率高无复杂协议主机拉低片选信号开始传输时钟和数据。缺点是多一个从机多一个SS线IO口消耗大虽然可以用译码器扩展但没有I2C省IO口。SPI没有标准的协议规范时钟极性、相位要配置对才能通信。应用场景上高速设备首选SPIFlash存储器、SD卡、高速ADC、DAC、无线模块都是对高速有要求的。