SPI协议详解：全双工同步通信，4线节省资源

SPI (Serial Peripheral Interface) 协议详解 SPI是一种全双工、同步的串行通信接口，主要用于连接微控制器（如单片机）与外围设备，尤其适合于需要较少引脚、高效数据传输以及紧凑空间设计的应用场景。SPI协议的核心特点包括： 1. **简单接口**：SPI仅需要四根线，即SCK（时钟）、MISO（Master In, Slave Out，主设备输入，从设备输出）、MOSI（Master Out, Slave In，主设备输出，从设备输入）和CS（Chip Select，片选线），这大大减少了电路板的布线复杂性。 2. **环形总线结构**：SPI采用单-master多-slave架构，主设备通过CS线选择一个从设备进行通信，数据在时钟信号的控制下按顺序传输。 3. **时序规则**： - **上升沿发送和下降沿接收**：在每个时钟周期，主设备在SCK上升沿将数据写入MOSI，从设备在SCK下降沿从MISO读取数据。 - **高位优先**：数据传输时，高位数据先发送和接收。 4. **数据传输示例**：以主机（主设备）和从机（从设备）的初始化为例，假设初始状态下主设备sbuff = 0xaa (10101010)，从设备sbuff = 0x55 (01010101)。在8个时钟周期中，数据按照以下模式交换： - 时钟周期1-7：数据逐位从sbuff写入MOSI，从MISO读回，高位优先，形成完整的字节交换。 - 时钟周期8：发送最后一个数据位，然后可能进入下一个传输周期或结束传输，取决于协议设计。 SPI协议广泛应用于各种领域，如传感器、存储器、显示器、以及嵌入式系统中的通信交互。理解和掌握SPI协议的时序和使用对于嵌入式开发工程师来说至关重要，它能帮助设计出高效、低功耗的硬件系统，并提高整体系统的性能和可靠性。