一、介紹

簡述：

1）通常 SPI 通信要求 4 根線，分別是 MOSI（主機輸出從機輸入）, MISO（主機輸入從機輸出）, CLK（時鐘線）, CS（片選線）

2）當發送和接受數據的工作都準備好了，只要有時鐘 CLK,就發送數據，沒有時鐘就不發送，而且一個時鐘周期發送一位(bit)數據，所以發送數據的快慢由時鐘頻率來控制。

3）至于時鐘和數據的相位沒有特別嚴格的要求（而 IIC 中，數據的變化只能在 SCL 是低電平的時候發生）， SPI數據的變化是一個時鐘周期一次，這樣的方法來傳輸數據就簡單多了。我們可以根據需求對時鐘的極性和相位做調整，看看是在時鐘上升沿還是下降沿來發送數據，還有停止發送時時鐘的極性，是保持高電平還是低電平。

4）另外在多機通信時， SPI 只是簡單的通過一個片選信號（拉低電平選擇）來選擇哪個設備占用總線，但是 IIC 是通過發送從設備地址來自動選擇的。（簡介來自某手冊說明）

SPI有四種時序模式：

SPI工作原理，方便自己就用了原子哥的原話：

1）硬件上為4根線。

2）主機和從機都有一個串行移位寄存器，主機通過向它的SPI串行寄存器寫入一個字節來發起一次傳輸。

3）串行移位寄存器通過MOSI信號線將字節傳送給從機，從機也將自己的串行移位寄存器中的內容通過MISO信號線返回給主機。這樣，兩個移位寄存器中的內容就被交換。

4）外設的寫操作和讀操作是同步完成的。如果只進行寫操作，主機只需忽略接收到的字節；反之，若主機要讀取從機的一個字節，就必須發送一個空字節來引發從機的傳輸。

在當第一次接觸SPI協議的時候，還是練習OLED時，當時總感覺這東西太難了，看不懂時序，不清楚原理。但是在學習過IIC之后，感覺SPI比起IIC來說很簡潔明了了，IIC模擬起來復雜，硬件配置也不是那么輕松。總之，對于現在的我來說，都不是很輕松。

二、模擬SPI

比起來IIC，SPI代碼真是簡潔了許多。模擬SPI只需要簡單初始化用到的IO再根據時序圖來實現發送接收數據即可。

/*

#define SPI_SCK pbout(13)

#define SPI_MOSI pbout(15)

#define SPI_MISO pbin(14)

*/

/*

SPI_SCK:PB13（SPI2）

SPI_MOSI:PB15,

SPI_MISO:PB14

片選腳（CS）不用初始化，因為片選腳屬于需要SPI控制的芯片自身。可以在驅動芯片時定義CS引腳

*/

void SPI_Init(void)

{

RCC->APB2ENR |= 1<<3;

GPIOB->CRH &= 0x000fffff;

GPIOB->CRH |= 0x38300000;

SPI_SCK = 1;//空閑電平為高

}

/*

讀寫一個字節，因為全雙工同時發收

txdata

配置的時序圖為模式3，即CPOL=1，CPHA=1

*/

u8 SPI_ReadWriteOneData(u8 txdata)

{

u8 rxdata=0;

u8 i=0;

for(i=0;i<8;i++)

{

SPI_SCK=0;

if(txdata&0x80)SPI_MOSI=1;//發送數據格式為高位在前，八位。當發送的某一位為1時，對MOSI賦1.

else SPI_MOSI=0;//主機采樣為第二個邊沿，為上升沿，所以主機發送數據時為下降沿

txdata<<=1;

SPI_SCK=1;

//上升沿時讀取從機發送過來的數據

rxdata<<=1;

if(SPI_MISO)rxdata |= 0x01;

}

return rxdata;

}

三、硬件SPI

硬件SPI也很好理解，唯一難理解的就是NSS（SPI_CR1）腳管理。

/*

SPI硬件時序配置初始化

Hardware:硬件

pb13:sp2_sck

pb14:miso

pb15:mosi

*/

void HWSPI_Init(void)

{

RCC->APB2ENR |= 1<<3;

GPIOB->CRH &= 0x000fffff;

GPIOB->CRH |= 0xb8b00000;

RCC->APB1ENR |= 1<<14;//開啟rcc時鐘

RCC->APB1RSTR |= 1<<14;

RCC->APB1RSTR &=~(1<<14);

SPI2->CR1 |= 0x3<<8;

//8，9位：啟動軟件NSS管理（也就是允許用程序控制片選腳）。當配置MCU為主模式（MSTR=1），SSOE=0時，NSS為低的話則會進入主模式失敗

//而進入從模式。所以必須拉高。

//一旦使能SSOE位，NSS引腳也可以作為輸出引腳，并在SPI處于主模式時將NSS拉低；此時，所有的SPI設備，如果它們的NSS引腳連接

//到主設備的NSS引腳，則會檢測到低電平，如果它們被設置為NSS硬件模式，就會自動進入從設備狀態。（中文手冊23.3.1）

SPI2->CR1 |= 1<<1;//SCK空閑電平為高

SPI2->CR1 |= 1<<0;//數據采樣從第二個邊沿開始

SPI2->CR1 |= 1<<2;//配置為主設備

SPI2->CR1 |= 1<<6;//使能SPI

HWSPI_ReadWriteOneByte(0xff);

}

/*發送和接收數據（8位）*/

u8 HWSPI_ReadWriteOneByte(u8 data)

{

u32 i=0;

while(!(SPI2->SR & 1<<1))//等待發送緩沖區空

{

i++;

if(i>0xfffe)return 0;//超時,發生錯誤

}

SPI2->DR = data;

i=0;

while(!(SPI2->SR & 1<<0))//等待接收緩沖區非空

{

i++;

if(i>0xfffe)return 0;

}

return SPI2->DR;

}

目前只學習了硬件SPI的主模式，好多強大的功能同樣沒有學習到，所有只能記錄到這了。才疏學淺，慚愧慚愧~