SPI（串行外設接口）是一種流行的通信協(xié)議，通常在微控制器中實現(xiàn)，通常用于與外設（傳感器、顯示器等）交互。

　　SPI是一種同步通信協(xié)議，這意味著它有一條專用時鐘線。SPI中的通信線路包括：

　　MISO =主機輸入從機輸出

　　MOSI =主輸出從輸入

　　SS =從機選擇

　　SCK或SCLK =串行時鐘

　　顧名思義，SPI中有主機和從機。主機是控制時鐘線路的設備，因此控制通信。

　　SPI是一種全雙工協(xié)議，因為有兩條數(shù)據(jù)線，每個通信方向一條（主機到從機和從機到主機），這意味著可以同時發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。

　　SPI總線

　　多個從器件可以使用相同的SCK、MISO和MOSI通信線路（稱為SPI總線）連接到同一個主機。然而，每個從機都需要單獨的從機選擇（SS）線；主機根據(jù)其希望與哪個從機通信來設置從機選擇線（低電平有效，即低電平表示選擇，高電平表示取消選擇）。

　　實際上，很少會同時在SPI總線上發(fā)送和接收數(shù)據(jù)（通常情況是指令后跟響應，或者只是主機從從機讀取）。然而，SPI的優(yōu)勢之一是，由于具有專用且明確定義的通信線路，因此調(diào)試和故障排除非常簡單（例如使用示波器）。像I2C這樣的協(xié)議需要較少的通信線路，但是由于其復雜性，故障排除更加困難。

　　SPI的另一個優(yōu)勢是，所有通信線路都被主動驅動為高電平或低電平，這與I2C相反，在后者中，通信線路僅被驅動為低電平，上拉電阻用于在通信線路未被主動驅動時將線路被動拉回到高電平（欲了解更多信息，請參閱我們關于I2C的文章）。使線路總是被有效驅動意味著可以實現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)速率。

　　雙通道和四通道SPI

　　SPI還有多種變體，稱為雙通道和四通道SPI，可以使用多條數(shù)據(jù)線同時單向傳輸數(shù)據(jù)（技術上是并行的），從而進一步提高數(shù)據(jù)吞吐量（整體通信速度）。這些變化在例如需要高數(shù)據(jù)吞吐量的閃存芯片中很受歡迎。采用雙SPI時，通信照常開始（與單SPI相同），但在向從機發(fā)送命令后，可以更改為雙模式（詳情見從機數(shù)據(jù)手冊）。在雙模式下，MISO和MOSI線各自成為雙向（半雙工）通信線路，稱為SIO0（串行I/O 0）和SIO1每個字節(jié)的偶數(shù)位通過SIO0傳輸，奇數(shù)位通過SIO1傳輸。

　　四通道SPI與此類似，只是多了兩條通信線路——SiO 2和SIO3，每次傳輸半個字節(jié)。

　　SPI配置

　　SPI協(xié)議中的一些參數(shù)是可設置的；例如數(shù)據(jù)是在時鐘信號的上升沿還是下降沿發(fā)送/接收的，以及時鐘空閑是高還是低。還可以配置數(shù)據(jù)是先傳輸最低有效位（LSB ），還是先傳輸最高有效位（MSB ），通常是MSB優(yōu)先。

　　實際上，很少會同時在SPI總線上發(fā)送和接收數(shù)據(jù)（通常情況是指令后跟響應，或者只是主機從從機讀取）。然而，SPI的優(yōu)勢之一是，由于具有專用且明確定義的通信線路，因此調(diào)試和故障排除非常簡單（例如使用示波器）。像I2C這樣的協(xié)議需要較少的通信線路，但是由于其復雜性，故障排除更加困難。

　　審核編輯：黃飛