SPI 知识
SPI 学习笔记：协议、4 种模式、片选、信号。
协议要点
SPI 是同步总线，4 条线：SCK、MOSI[主 （Master） 出 （Out） 从 （Slave） 入 （In）]、MISO[主 （Master） 入 （In） 从 （Slave） 出 （Out）]、CS。
- 全双工：收发同时进行；
- 速度快：几十 Mbps；
- 无寻址：靠 CS 片选区分从机，一个从机一根 CS；
- 主从固定：时钟由主机产生。
4 种模式（CPOL / CPHA）
| 模式 | CPOL | CPHA | 采样沿 |
|---|---|---|---|
| 0 | 0（空闲低） | 0 | 上升沿采样 |
| 1 | 0（空闲低） | 1 | 下降沿采样 |
| 2 | 1（空闲高） | 0 | 下降沿采样 |
| 3 | 1（空闲高） | 1 | 上升沿采样 |
CPOL 定空闲时 SCK 电平，CPHA 定第几个边沿采样，主机从机必须一致，否则通信错乱。
通信时序:
- CS拉低,从机开始通信,CS拉高,从机停止通信
- SCK上升沿的时候,MOSI和MISO改电平,SCK下降沿的时候MOSI和MISO保持电平,被采样
菊花链
SPI本质是一个移位寄存器,需要内部的“并行数据”与外部引脚的“串行传输”之间的转换,且要以极高的硬件效率实现全双工.
- 发送时（并转串 - PISO） ：CPU 把一个字节（8-bit）并行写入数据寄存器，移位寄存器将其锁存。在时钟（SCK）的驱动下，每来一个时钟沿，最高位（MSB）或最低位（LSB）就被挤出到引脚上，8 拍时钟刚好把 8 个 bit 串行推出去。
- 接收时（串转并 - SIPO） ：引脚上的电平在每个时钟沿被采样，作为 1 个 bit 被塞入移位寄存器并向里推移。8 拍时钟过后，凑齐一个完整的字节，硬件再并行通知 CPU 或 DMA 读取。
当主机产生 8 个 SCK 时钟周期时：
- 主机的 bit 顺着 MOSI 移入从机；
- 从机的 bit 同时顺着 MISO 移入主机；
- 8 个时钟之后，主机和从机完成了一次无缝的“数据互换” 。