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一、SPI总线协议简介

SPI接口（Serial Peripheral Interface）是由摩托罗拉公司设计的一种标准四线同步双向串行总线，它可以使MCU与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息。在当前的嵌入式产品中有着广泛的应用。Exynos4412芯片包含三个SPI接口控制器。

SPI接口的主要特点如下：

全双工。
可以当做主设备或从设备工作。
提供可编程时钟。
发送结束中断标志。
写冲突保护。
总线竞争保护。

二、SPI总线协议内容

SPI总线引脚定义

SPI总线协议很简单，它以主从方式工作，这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备。主设备是产生时钟信号，并发出片选信号的设备。从设备是接收时钟信号，并接收到片选信号的设备。 SPI总线主设备和从设备通信需要4条线连接（当单向传输时3条线也可以），每个SPI设备都有4个引脚供通信连接使用。SPI的四个引脚是：

CLK（串行时钟引脚）
MISO（主设备输入/从设备输出数据引脚）
MOSI（主设备输出/从设备输入数据引脚）
CS（从设备选择引脚，低电平有效）

SPI总线物理连接

SPI总线主设备和从设备的连接的四条线分别为：CS对应CS、CLK对应CLK、MOSI（主）对应MISO（从）、MISO（主）对应MOSI（从）。SPI总线可以同时并联多个外围设备，但一个时刻只能有一对主从设备通信。主设备通过CS片选引脚发出信号去选择从设备。

SPI总线时序

SPI数据通信起始由主设备发送CS片选信号并保持到通信的结束，同时主设备发出CLK时钟信号用于数据发送和接收的时序控制，SPI是串行通信协议，也就是说数据是一位一位地传输。数据在时钟上升沿或下降沿时发送，在紧接着的下降沿或上升沿被接收，完成一位数据传输。这样，在8次时钟信号的改变（上升沿和下降沿为一次）后，就可以完成8位数据的传输。发送设备在CLK的时钟信号的上升沿时发送一位数据，接收设备在CLK时钟信号的下降沿时接收一位数据。

需要注意的是，基于SPI总线的通信中，至少有一个主设备。SPI总线的信号CLK只能由主设备控制，从设备不能控制时钟信号。同样在一个基于SPI总线的通信中，至少有一个主控设备。与普通的串行通信不同，普通的串行通信一次连续传送至少8位数据。而SPI的传输方式有一个优点，即SPI也是一位一位地传送数据，但传输过程中允许暂停，因为CLK时钟线由主设备控制，当没有时钟跳变时，从设备不采集或传送数据。也就是说，主设备通过对CLK时钟线的控制可以完成对通信的控制。SPI还是一个数据交换协议：因为SPI的数据输入和输出线独立，所以允许同时完成数据的输入和输出。不同的SPI设备的实现方式不尽相同，主要是数据改变和采集的时间不同，在时钟信号上升沿或下降沿采集有不同定义。在点对点的通信中，SPI接口不需要进行寻址操作，且为全双工通信，显得简单高效。在多个从设备的系统中，每个从设备需要独立地使能信号，在硬件上要比I2C总线控制稍微复杂一些。