SPI总线

SPI总线
SPI总线有四种工作方式，2种时钟极性和2种数据相位。
SPI总线协议不定义数据字节内部位序，位序由应用层根据需要定义。
SPI总线数据帧长度由应用层定义。
2.1 时钟极性配置CPOL
时钟极性配置CPOL决定空闲状态时钟线SCK的电平状态。
空闲状态时钟线SCK电平状态与CPOL值一致。CPOL=0则空闲时SCK为低电平，CPOL=1则空闲时SCK为高电平。
2.2 数据相位配置CPHA
2.2.1 数据相位配置CPHA决定在时钟线SCK的第几个跳变沿第一次采样数据。
（1）如果时钟线SCK跳变沿数字从0开始计算，第一次采样的跳变沿数字与CPHA数字一致。
CPHA=0则在SCK的第0个跳变沿第一次采样，CPHA=1则在SCK的第1个跳变沿第一次采样。
（2）如果时钟线SCK跳变沿数字从1开始计算，第一次采样的跳变沿数字与CPHA数字的大小排列顺序一致。
CPHA=0则在SCK的第1个跳变沿第一次采样，CPHA=1则在SCK的第2个跳变沿第一次采样。
CPHA=0则在SCK的奇数跳变沿采样，CPHA=1则在SCK的偶数跳变沿采样。
2.2.2 如何配置CPHA最好
配置CPHA=1最好。
若配置CPHA=0，则数据发送端必须在时钟信号SCK第一次跳变前把数据放在总线上。
对于主机来说这没有问题，对从机来说就有点困难，因为从机不知数据传输何时开始。
配置CPHA=1，即使没有CS，从机也可以把SCK信号的第一个跳变沿作为数据传输开始的信号。
2.3 片选信号线CS
片选信号CS并不是必须的，CS可以直接接地。
2.3.1 有片选信号CS
CPHA=0时，必须CS信号必须先于时钟信号，即先将CS拉低，延时几十微秒后再开启时钟。
这样从机可以在CS拉低后立即把数据放在总线上，主机可以在SCK的第1个跳变沿读取到正确的数据。
2.3.2 无片选信号CS
若无片选信号CS，最好配置CPHA=1。
即使配置CPHA=0，问题也不大，主机向从机读取数据之前，一般会先写数据，通过命令告诉从机准备哪些数据。
在某些情况下，从机需要主动请求主机读取数据，从机一般会通过IO中断通知主机，并在产生中断时把数据放在总线上。
2.4 SPI总线的使用方式
2.4.1 主机主动向从机读数据
这种情况，若无片选信号CS，必须配置CPHA=1。
由于SPI总线数据传输速度较快，半个SCK周期的数据准备时间对从机来说并不充裕。
2.4.2 主机主动向从机写数据或先写后读数据
主机一般会在时钟信号SCK开始前先把数据放在总线上。
若主机写完数据后还要读数据，需要延时一段时间，给从机留下足够的时间准备数据。
2.4.3 从机主动请求主机读取数据
从机一般会通过IO中断通知主机，若无CS且配置为CPHA=0，从机需要在产生中断的同时把数据放在总线上。
2.5 SPI总线注意事项
要给从机留下充足的时间来准备数据。