SPI定义

SPI（Serial Peripheral Interface, 串口外设接口），它用于MCU与各种外围设备以串行形式进行通信，速度最高可达25MHz以上。

SPI接口次要利用在EEPROM、 FLASH、实时时钟、网络控制器、 OLED显示驱动器、 AD转换器，数字信号处理器、数字信号解码器等设施之间。

SPI通常由四条线组成，一条主设施输入与从设施输出（ Master Output Slave Input， MOSI），一条主设施输出与从设施输入（ Master Input Slave Output， MISO），一条时钟信号（ Serial Clock， SCLK），一条从设施使能抉择（ Chip Select， CS）。与I²C相似，协定比较简单，也能够应用GPIO模仿SPI时序。

SPI的数据交换

在SCLK时钟周期的驱动下， MOSI和MISO同时进行，如下图所示，能够看作一个虚构的环形拓扑构造。主机和从机都有一个移位寄存器，主机移位寄存器数据通过MOSI将数据写入从机的移位寄存器，此时从机移位寄存器的数据也通过MISO传给了主机，实现了两个移位寄存器的数据交换。无论主机还是从机，发送和接管都是同时进行的，如同一个“环”。 须要留神的是，数据的写入程序是从高地址到低地址。

如果主机只对从机进行写操作，主机只需疏忽接管的从机数据即可；如果主机要读取从机数据，须要主机发送一个空数据来引发从机发送数据。

传输模式

SPI有四种传输模式，次要差异在于CPOL和CPHA的不同。

CPOL（ Clock Polarity，时钟极性），示意SCK在闲暇时为高电平还是低电平。 当CPOL=0，SCK闲暇时为低电平，当CPOL=1， SCK闲暇时为高电平。

CPHA（ Clock Phase，时钟相位）， 示意SCK在第几个时钟边缘采样数据。 当CPHA=0，在SCK第一个边际采样数据（即在第二个边际输入），当CPHA=1， 在SCK第二个边际采样数据（即在第一个边际输入数据）。

比方：CPHA=0时， 示意在时钟第一个时钟边际采样数据。 当CPOL=1，即闲暇时为高电平，从高电平变为低电平，第一个时钟边际（降落沿） 即进行采样。 当CPOL=0，即闲暇时为低电平，从低电平变为高电平，第一个时钟边际（回升沿）即进行采样。

数据传输流程

首先主机和从机都抉择同一传输模式。而后主机片选拉低，选中从机。接着在时钟的驱动下， MOSI发送数据，同时MISO读取接收数据。最初实现传输，勾销片选。

模仿SPI

 /** 函数名： void SPI_WriteByte(uint8_t data)* 输出参数： data -> 要写的数据* 输入参数：无  * 返回值：无* 函数作用：模仿 SPI 写一个字节*/ void SPI_WriteByte(uint8_t data) {        //SPI写1 Byte，循环8次，每次发送1 Bit；    uint8_t i = 0;      uint8_t temp = 0;      for(i=0; i<8; i++) {        temp = ((data&0x80)==0x80)? 1:0;  //将data最高位保留到temp；        data = data<<1;                   //data左移一位，将次高位变为最高位，用于下次取最高位；        SPI_CLK(0); //CPOL=0              //拉低时钟，即闲暇时钟为低电平， CPOL=0；        SPI_MOSI(temp);                   //依据temp值，设置MOSI引脚的电平；        SPI_Delay();                      //简略延时，能够定时器或延时函数实现        SPI_CLK(1); //CPHA=0              //拉高时钟， W25Q64只反对SPI模式0或1，即会在时钟回升沿采样MOSI数据；        SPI_Delay();       }     SPI_CLK(0);                          //最初SPI发送完后，拉低时钟，进入闲暇状态；}/** 函数名： uint8_t SPI_ReadByte(void)* 输出参数：* 输入参数：无* 返回值：读到的数据* 函数作用：模仿 SPI 读一个字节*/    uint8_t SPI_ReadByte(void) {         //SPI读1 Byte，循环8次，每次接管1 Bit；    uint8_t i = 0;    uint8_t read_data = 0xFF;    for(i=0; i<8; i++) {        read_data = read_data << 1;  //“凌空” read_data最低位，8次循环后，read_data将高位在前；          SPI_CLK(0);                  //拉低时钟，即闲暇时钟为低电平；          SPI_Delay();        SPI_CLK(1);        SPI_Delay();        if(SPI_MISO()==1) {            read_data = read_data + 1;        }    }    SPI_CLK(0);                      //最初SPI读取完后，拉低时钟，进入闲暇状态      return read_data;}

后面提到SPI传输能够看作一个虚构的环形拓扑构造，即输出和输入同时进行。在后面“ SPI_WriteByte()”函数里，发送了1 Byte，也应该接管1 Byte，只是代码中疏忽了接管引脚MISO的状态； 在后面“ SPI_ReadByte()”函数里，接管了1 Byte，也应该发送1 Byte，只是代码中疏忽了发送引脚MOSI的内容。有些场景， SPI须要同时读写，因而还须要编写SPI同时读写函数。

/** 函数名： uint8_t SPI_WriteReadByte(uint8_t data)* 输出参数： data -> 要写的一个字节数据* 输入参数：无* 返回值：读到的数据* 函数作用：模仿 SPI 读写一个字节*/SPI读和写1 Byte，循环8次，每次发送和接管1 Bit；  uint8_t SPI_WriteReadByte(uint8_t data) {    uint8_t i = 0;    uint8_t temp = 0;    uint8_t read_data = 0xFF;    for(i=0;i<8;i++) {        temp = ((data&0x80)==0x80)? 1:0; //将data最高位保留到temp；          data = data<<1;                  //data左移一位，将次高位变为最高位，用于下次取最高位；          read_data = read_data<<1;        //“凌空” read_data最低位，8次循环后，read_data将高位在前；          SPI_CLK(0);        SPI_MOSI(temp);        SPI_Delay();        SPI_CLK(1);        SPI_Delay();        if(SPI_MISO()==1) {             //读取MISO上的数据，保留到以后read_data最低位，后续通过左移的形式腾挪地位；              read_data = read_data + 1;        }    }    SPI_CLK(0);    return read_data;}