續(xù)接上文串行外設(shè)接口SPI通信協(xié)議詳解，本文小編詳細(xì)的 介紹了SPI總線接口定義和數(shù)據(jù)傳輸、通信流程等等，詳細(xì)技術(shù)請看下文內(nèi)容：
SPI總線是一種高速的、全雙工的、同步的通信總線，并且至多僅需使用4根線，節(jié)約了芯片的管腳，SPI通信協(xié)議主要應(yīng)用于EEPROM、FLASH、ADC、DAC等射頻芯片，還有數(shù)字信號處理器和數(shù)字信號解碼器之間。
SPI接口無線模塊設(shè)備之間采用全雙工模式通信，是一個主機和一個或者多個從機的主從模式。主機負(fù)責(zé)初始化幀，這個數(shù)據(jù)傳輸幀可以用于讀與寫兩種操作，片選線可以從多個從機選擇一個來響應(yīng)主機的請求。
SPI接口定義如下表：
由上表也可以看出當(dāng)SPI設(shè)備間數(shù)據(jù)傳輸通信時，數(shù)據(jù)線應(yīng)該是MOSI連接MOSI，MISO連接MISO，SCLK與SCLK相連，而不是像串口那樣TX、RX進(jìn)行反接。當(dāng)只有單一SPI無線模塊從機設(shè)備時，如果從機設(shè)備允許的話，可直接將CS/SS線固定在低電平。然而類似于MAX1242這款需要CS/SS線的下降沿來觸發(fā)的射頻芯片，則必須將CC/SS線與主機相連。如下圖，為一主一從連接方式。
對于多個從機設(shè)備時，則每個從機都需要一根CS/SS線來于主機相連，從而達(dá)到主機能與任一從機通信的目的。如下圖，為一主多從的連接方式。
大多數(shù)從機設(shè)備都有著三態(tài)邏輯的特性，因此當(dāng)設(shè)備未被選中時，它們的MISO信號線會變成高阻抗?fàn)顟B(tài)（電氣斷開）。沒有三態(tài)輸出的設(shè)備則需外接三態(tài)緩沖器才能與其他的從機設(shè)備共享SPI總線。
在SPI通信中，SPI主機設(shè)備以從機設(shè)備支持的頻率通過SCLK線給到SPI從機設(shè)備，這點也意味著從機是無法主動向主機發(fā)送數(shù)據(jù)的，只能主機輪詢向從機發(fā)或者從機設(shè)備主動通過一個IO口來告知主機數(shù)據(jù)到達(dá)。
在SPI每個時鐘周期內(nèi)，都會進(jìn)行一次全雙工數(shù)據(jù)的傳輸。主機通過MOSI線上發(fā)送1bit時，從機也會在讀取到之后通過MISO線發(fā)送1bit數(shù)據(jù)出去。這說明，即使只進(jìn)行單工通信，也會保持此通信順序。
SPI傳輸通常涉及到兩個給定了字長的移位寄存器。例如在主機、從機中的8bit的移位寄存器。它們以虛擬環(huán)形拓?fù)溥B接，數(shù)據(jù)通常先從最高有效位被移出。在時鐘沿，主機和從機都移出1bit數(shù)據(jù)從傳輸線上給到對方。在下一個時鐘邊沿來到時，雙方的接收器再對傳輸線上的該bit進(jìn)行采樣，并將其設(shè)置為移位寄存器的新的最低有效位。在寄存器位被移出和移入后，主機和從機交換了寄存器值。如果需要交換更多數(shù)據(jù)，則重新加載移位寄存器并重復(fù)該過程。傳輸可以持續(xù)任意數(shù)量的時鐘周期。完成后，主機停止切換時鐘信號。如下圖，為主從機之間的交互時的移位寄存器示意圖。
其中上圖的通信流程如下：
1.SPI主機首先先將SS或CS線拉低，以此來告知SPI從機通信開始。
2.主機通過發(fā)送SCLK時鐘信號，來告知從機即將進(jìn)行的讀寫操作。這里的SCLK時鐘信號是由SPI的模式來決定是高電平還是低電平有效的，這點在稍后會進(jìn)行介紹。
3.主機(Master)將要發(fā)送的數(shù)據(jù)寫到發(fā)送數(shù)據(jù)緩存區(qū)(Memory)，緩存區(qū)經(jīng)過移位寄存器(0~7)，串行移位寄存器通過MOSI信號線將字節(jié)一位一位地移出去傳送給從機，同時MISO接口接收到的數(shù)據(jù)經(jīng)過移位寄存器一位一位地移到接收緩存區(qū)。
4.從機(Slave)也將自己的串行移位寄存器(0~7)中的內(nèi)容通過MISO信號線返回給主機。同時通過MOSI信號線接收主機發(fā)送的數(shù)據(jù)，這樣，兩個移位寄存器中的內(nèi)容就被交換。
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