系列索引：《嵌入式系統原理與應用》 | 嵌入式系統 重點知識梳理
目錄
SPI的物理層接口及互聯
SPI（Serial Peripheral Interface，串行外圍設備接口），是由摩托羅拉公司提出的一種高速全雙工串行同步通信接口，首先出現在其M68HC系列處理器中。由於其傳輸速度快、簡單方便成本低
物理層接口
主設備和從設備通信之間，主設備片選信號拉高，從設備拉低
互聯
多個並聯，主微控制器花費GPIO引腳作爲片選信號
SPI的時鐘極性及時鐘相位
SPI時序，與其時鐘極性和時鐘相位有關。
時鐘極性 (CPOL)：
時鐘線和時鐘極性同高同低
時鐘相位（CPHA）:
0奇數，1偶數
SPI的數據格式及傳輸速率
SPI數據格式
SPI數據傳輸也是以幀爲單位，通常可以選擇8位或16位數據幀格式。
SPI數據，可以由高位到低位（即MSB在前LSB在後），也可以由低位到高位（即LSB在前MSB在後）依次傳輸。到底採用什麼數據格式，由具體SPI設備指定。
根據不同的SPI時序（時鐘極性和時鐘相位）和數據格式，SPI數據傳輸實例如下：
SPI時序爲CPOL=0、CPHA=0且數據格式爲8位數據幀、低位在前高位在後傳輸：
SPI時序爲CPOL=0、CPHA=1且數據格式爲8位數據幀、高位在前低位在後傳輸
SPI時序爲CPOL=1、CPHA=0且數據格式爲8位數據幀、低位在前高位在後傳輸
SPI時序爲CPOL=1、CPHA=1且數據格式爲8位數據幀、高位在前低位在後傳輸
（UART低位在前，IIC高位在前）
SPI傳輸速率
SPI具有較高的傳輸速率，它的時鐘SCK最高可達18MHz。
STM32中SPI的特性
通常，它被配置爲主模式，併爲各個從設備提供通信時鐘SCK。
SPI的工作模式、配置步驟及數據收發過程
工作模式
主模式和從模式，主模式和從模式下均可由軟件或硬件進行NSS管理，動態改變主∕從操作模式；
收發過程
在STM32F103微控制器使用SPI發送數據前，程序員完成SPI物理層（如引腳）和協議層（時鐘極性、時鐘相位、數據格式和傳輸速率等）的相關配置，並將數據並行地寫入發送緩衝區，進行SPI數據的收發。
在接收時，接收到的數據被存放在一個內部的接收緩衝器中；在發送時，在被髮送之前，數據將首先被存放在一個內部的發送緩衝器中。對SPI_DR寄存器的讀操作，將返回接收緩衝器的內容；寫入SPI_DR寄存器的數據將被寫入發送緩衝器中。
從模式下開始傳輸
─ 當從設備接收到時鐘信號並且第一個數據位出現在它的MOSI時，數據傳輸開始，隨後的數據位依次移動進入移位寄存器；
─ 與此同時，在傳輸第一個數據位時，發送緩衝器中的數據被並行地傳送到8位的移位寄存器，隨後被串行地發送到MISO引腳上。軟件必須保證在SPI主設備開始數據傳輸之前在發送寄存器中寫入要發送的數據。
主模式下開始傳輸
─ 當寫入數據到SPI_DR寄存器(發送緩衝器)後，傳輸開始；
─ 在傳送第一位數據的同時，數據被並行地從發送緩衝器傳送到8位的移位寄存器中，然後按順序被串行地移位送到MOSI引腳上；
─ 與此同時，在MISO引腳上接收到的數據，按順序被串行地移位進入8位的移位寄存器中，然後被並行地傳送到SPI_DR寄存器(接收緩衝器)中。
SPI的狀態標誌和中斷（兩個重要的：TXE和RXNE）
狀態標誌：
中斷：
不同的SPI，有着不同的中斷向量。而對於同一個SPI，它的各種中斷事件都被連接到同一個中斷向量。
SPI的常用庫函數（初始化設置、收發數據）
SPI_I2S_DeInit：將SPIx的寄存器恢復爲復位啓動時的默認值。
SPI_Init：根據SPI_InitStruct中指定的參數初始化指定SPI的寄存器。
SPI_Cmd：使能或禁止指定SPI。
SPI_I2S_SendData：通過SPI/I2S發送單個數據。
SPI_I2S_ReceiveData：返回指定SPI/I2S最近接收到的數據。
SPI_I2S_GetFlagStatus：查詢指定SPI/I2S的標誌位狀態。
SPI_I2S_ClearFlag：清除指定SPI/I2S的標誌位（SPI_FLAG_CRCERR）。
SPI_I2S_ITConfig：使能或禁止指定的SPI/I2S中斷。
SPI_I2S_GetITStatus：查詢指定的SPI/I2S中斷是否發生。
SPI_I2S_ClearITPendingBit：清除指定的SPI/I2S中斷掛起位（SPI_IT_CRCERR）。