浅谈SPI的通信线路

　　SPI（串行外设接口）是一种流行的通信协议，通常在微控制器中实现，通常用于与外设（传感器、显示器等）交互。

　　SPI是一种同步通信协议，这意味着它有一条专用时钟线。SPI中的通信线路包括：

　　MISO =主机输入从机输出

　　MOSI =主输出从输入

　　SS =从机选择

　　SCK或SCLK =串行时钟

　　顾名思义，SPI中有主机和从机。主机是控制时钟线路的设备，因此控制通信。

　　SPI是一种全双工协议，因为有两条数据线，每个通信方向一条（主机到从机和从机到主机），这意味着可以同时发送和接收数据。

　　SPI总线

　　多个从器件可以使用相同的SCK、MISO和MOSI通信线路（称为SPI总线）连接到同一个主机。然而，每个从机都需要单独的从机选择（SS）线；主机根据其希望与哪个从机通信来设置从机选择线（低电平有效，即低电平表示选择，高电平表示取消选择）。

　　实际上，很少会同时在SPI总线上发送和接收数据（通常情况是指令后跟响应，或者只是主机从从机读取）。然而，SPI的优势之一是，由于具有专用且明确定义的通信线路，因此调试和故障排除非常简单（例如使用示波器）。像I2C这样的协议需要较少的通信线路，但是由于其复杂性，故障排除更加困难。

　　SPI的另一个优势是，所有通信线路都被主动驱动为高电平或低电平，这与I2C相反，在后者中，通信线路仅被驱动为低电平，上拉电阻用于在通信线路未被主动驱动时将线路被动拉回到高电平（欲了解更多信息，请参阅我们关于I2C的文章）。使线路总是被有效驱动意味着可以实现更高的数据速率。

　　双通道和四通道SPI

　　SPI还有多种变体，称为双通道和四通道SPI，可以使用多条数据线同时单向传输数据（技术上是并行的），从而进一步提高数据吞吐量（整体通信速度）。这些变化在例如需要高数据吞吐量的闪存芯片中很受欢迎。采用双SPI时，通信照常开始（与单SPI相同），但在向从机发送命令后，可以更改为双模式（详情见从机数据手册）。在双模式下，MISO和MOSI线各自成为双向（半双工）通信线路，称为SIO0（串行I/O 0）和SIO1每个字节的偶数位通过SIO0传输，奇数位通过SIO1传输。

　　四通道SPI与此类似，只是多了两条通信线路——SiO 2和SIO3，每次传输半个字节。

　　SPI配置

　　SPI协议中的一些参数是可设置的；例如数据是在时钟信号的上升沿还是下降沿发送/接收的，以及时钟空闲是高还是低。还可以配置数据是先传输最低有效位（LSB ），还是先传输最高有效位（MSB ），通常是MSB优先。

　　实际上，很少会同时在SPI总线上发送和接收数据（通常情况是指令后跟响应，或者只是主机从从机读取）。然而，SPI的优势之一是，由于具有专用且明确定义的通信线路，因此调试和故障排除非常简单（例如使用示波器）。像I2C这样的协议需要较少的通信线路，但是由于其复杂性，故障排除更加困难。

　　审核编辑：黄飞