SPI 是英語 Serial Peripheral interface 的縮寫，顧名思義就是串行外圍設備接口。是 Motorola首先在其 MC68HCXX 系列處理器上定義的。SPI 接口主要應用在 EEPROM，FLASH，實時時鐘，AD 轉換器，還有數字信號處理器和數字信號解碼器之間。SPI，是一種高速的，全雙工，同步的通信總線，并且在芯片的管腳上只占用四根線，節約了芯片的管腳，同時為 PCB 的布局上節省空間，提供方便，正是出于這種簡單易用的特性，現在越來越多的芯片集成了這種通信協議，STM32 也有 SPI 接口。下面我們看看 SPI 的內部簡明圖（圖 29.1.1）：

SPI 接口一般使用 4 條線通信：

MISO 主設備數據輸入，從設備數據輸出。

MOSI 主設備數據輸出，從設備數據輸入。

SCLK 時鐘信號，由主設備產生。

CS 從設備片選信號，由主設備控制。

從圖中可以看出，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。寄存器通過 MOSI 信號線將字節傳送給從機，從機也將自己的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。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。

SPI 主要特點有：可以同時發出和接收串行數據；可以當作主機或從機工作；提供頻率可

編程時鐘；發送結束中斷標志；寫沖突保護；總線競爭保護等。

SPI 總線四種工作方式 SPI 模塊為了和外設進行數據交換，根據外設工作要求，其輸出串行同步時鐘極性和相位可以進行配置，時鐘極性（CPOL）對傳輸協議沒有重大的影響。如果CPOL=0，串行同步時鐘的空閑狀態為低電平；如果 CPOL=1，串行同步時鐘的空閑狀態為高電平。時鐘相位（CPHA）能夠配置用于選擇兩種不同的傳輸協議之一進行數據傳輸。如果CPHA=0，在串行同步時鐘的第一個跳變沿（上升或下降）數據被采樣；如果 CPHA=1，在串行同步時鐘的第二個跳變沿（上升或下降）數據被采樣。SPI 主模塊和與之通信的外設備時鐘相位和極性應該一致。

配置步驟如下：

1）配置相關引腳的復用功能，使能 SPI2 時鐘， IO 初始化

2）初始化 SPI2,設置 SPI2 工作模式

void SPI_Init(SPI_TypeDef* SPIx, PI_InitTypeDef* SPI_InitStruct)；

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3）使能 SPI2

SPI_Cmd(SPI2, ENABLE); //使能 SPI 外設

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4）SPI 傳輸數據

void SPI_I2S_SendData(SPI_TypeDef* SPIx, uint16_t Data)；

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5）查看 SPI 傳輸狀態

SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI2, SPI_I2S_FLAG_RXNE)；

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//以下是SPI模塊的初始化代碼，配置成主機模式，訪問SD Card/W25Q64/NRF24L01   

//SPI口初始化

//這里針是對SPI2的初始化

void SPI2_Init(void)

{

  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

  SPI_InitTypeDef  SPI_InitStructure;

RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE );//PORTB時鐘使能 

RCC_APB1PeriphClockCmd( RCC_APB1Periph_SPI2,  ENABLE );//SPI2時鐘使能

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_14 | GPIO_Pin_15;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  //PB13/14/15復用推挽輸出 

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOB

  GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_13|GPIO_Pin_14|GPIO_Pin_15);  //PB13/14/15上拉

SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;  //設置SPI單向或者雙向的數據模式:SPI設置為雙線雙向全雙工

SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master; //設置SPI工作模式:設置為主SPI

SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b; //設置SPI的數據大小:SPI發送接收8位幀結構

SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High; //串行同步時鐘的空閑狀態為高電平

SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge; //串行同步時鐘的第二個跳變沿（上升或下降）數據被采樣

SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft; //NSS信號由硬件（NSS管腳）還是軟件（使用SSI位）管理:內部NSS信號有SSI位控制

SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_256; //定義波特率預分頻的值:波特率預分頻值為256

SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB; //指定數據傳輸從MSB位還是LSB位開始:數據傳輸從MSB位開始

SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7; //CRC值計算的多項式

SPI_Init(SPI2, &SPI_InitStructure);  //根據SPI_InitStruct中指定的參數初始化外設SPIx寄存器

SPI_Cmd(SPI2, ENABLE); //使能SPI外設

SPI2_ReadWriteByte(0xff);//啟動傳輸  

}   

//SPI 速度設置函數

//SpeedSet:

//SPI_BaudRatePrescaler_2   2分頻   

//SPI_BaudRatePrescaler_8   8分頻   

//SPI_BaudRatePrescaler_16  16分頻  

//SPI_BaudRatePrescaler_256 256分頻 

void SPI2_SetSpeed(u8 SPI_BaudRatePrescaler)

{

  assert_param(IS_SPI_BAUDRATE_PRESCALER(SPI_BaudRatePrescaler));

SPI2->CR1&=0XFFC7;

SPI2->CR1|=SPI_BaudRatePrescaler; //設置SPI2速度 

SPI_Cmd(SPI2,ENABLE); 

} 

//SPIx 讀寫一個字節

//TxData:要寫入的字節

//返回值:讀取到的字節

u8 SPI2_ReadWriteByte(u8 TxData)

{

u8 retry=0;

while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI2, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET) //檢查指定的SPI標志位設置與否:發送緩存空標志位

{

retry++;

if(retry>200)return 0;

}   

SPI_I2S_SendData(SPI2, TxData); //通過外設SPIx發送一個數據

retry=0;

while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI2, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET) //檢查指定的SPI標志位設置與否:接受緩存非空標志位

{

retry++;

if(retry>200)return 0;

}       

return SPI_I2S_ReceiveData(SPI2); //返回通過SPIx最近接收的數據     

}