SPI 接口主要应用在 EEPROM， FLASH，实时时钟， AD 转换器，还有数字信号处理器和数字信号解码器之间。SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，这四根引脚分别是：

• SS(Slave Select)从设备片选信号，由主设备控制。

• SCK(Serial Clock)时钟信号，由主设备产生。

• MISO(Master Output,Slave Input) 主设备数据输入，从设备数据输出。

• MOSI(Master Input,Slave Output) 主设备数据输出，从设备数据输入。

硬件连线如上图，从设备的SCK,MOSI,MISO线均并联到主机MCU上，但片选信号线要直接连在主机MCU上，当片选信号线拉低时，则开启该从机与主机间的通信。

SPI根据时钟极性(CPOL)和时钟相位(CPHA)配置的不同，分为4种SPI模式。

时钟极性：当SPI通信设备处于空闲时(也可以认为是SPI通信开始时，即片选信号SS被拉低时)，SCK信号线的电平信号。CPOL=0时，SCK在空闲状态时为低电平，CPOL=1时，SCK为高电平。

时钟相位：指数据采样的时刻。数据采样可以时发送，也可以是接收。当CPHA=0时，MOSI或MISO数据线上的信号将会在SCK时钟线的奇数边沿被采样。当CPHA=1时，数据线在SCK偶数边沿采样。

这选择主机四种模式时要看从机的模式，因为按照SPI通信的协议，主从双方使用的SPI模式应该一致，而并不是所有的从机设备都支持SPI的四种通信模式，可能只能支持其中的两种，这时选择模式时就要注意了。

那SPI通信发送的过程是怎么样的呢？

首先应该拉低我们要进行通信的从机设备片选信号SS，这个就不必多说了。

然后，以时钟极性CPOL为0，时钟相位CPHA为0时(即初始时钟为低电平，在第奇数个时钟跳变信号，即上升沿时发送数据)为例：

数据(不论是发送的数据还是要接收的)在跳变信号到来前准备好，在时钟跳变时(上图为时钟上升沿)将数据发送出去，并开始准备新的数据。

因此，我们可以通过三个标志位完全监控SPI通信的状态：

发送缓冲器空闲标志(TXE)：

此标志为1时表明发送缓冲器为空，可以写入下一个待发送的数据。

接收缓冲期非空(RXNE)：

此标志位为1时表明在接收缓冲器中包含有效的接收数据。

忙(Busy)标志：

BUSY标志有硬件设置与清除（写入此位无效果）。

这时我们便可以理解下面函数内容了：

其中，SPI_I2S_GetFlagStatus()；函数为检测标志位的库函数，SPI_I2S_SendData()；和SPI_I2S_ReceiveData()；为接收和发送数据的库函数。

SPI初始化

上述程序实现了接收和发送一个字节。

那SPI初始化配置是如何的呢？

上图为SPI初始化函数。

1：1处我们看出，我们可以用此SPI与多种设备进行通信。如果我们想用一个SPI接口同时连接这三个设备，并分别与之通信，就如本文第一张图所画那样。就需要三个片选信号线，但从下图可看出SPI1接口规定的只有一个片选信号线NSS。但其实没有关系，我们可以通过软件设置一个引脚拉低拉高就可以了。

2：在2处初始化了3个引脚分别为SPI1_SCK,SPI1_MISO,SPI1_MOSI。

3：3处即为SPI接口初始化，结构体如图：

• SPI_Direction：选择数据传输是单向还是双向

• SPI_Mode：设置SPI模式为主机模式还是从机模式。若为主机模式，则时钟SCK由主机产生。

• SPI_DataSize：每次通信数据包大小。可以为8位或者16位。

• SPI_CPOL和SPI_CPHA分别位时钟极性和时钟相位

• SPI_NSS：可设置为硬件模式或软件模式。硬件模式是SPI片选信号可自动产生，而软件模式则需要我们亲自把相应的GPIO口拉高或置低产生片选或非片选信号。如果我们需要同多个从设备进行通信，则往往设为软件模式。

• SPI_BaudRatePrescaler：设置波特率分频值，可以为2，4，6，8，16，32，64，128，256。

• SPI_FirstBit：所有串行的通信协议都会由MSB先行(高位数据在前)还是LSB先行(低位数据在前)的问题。

• SPI_CRCPolynomial：SPI的CRC效验中的多项式。CRC校验仅用于保证全双工通信的可靠性。数据发送和数据接收分别使用单独的CRC计算器。通过对每一个接收位进行可编程的多项式运算来计算CRC。CRC的计算是在由SPI_CR1寄存器中CPHA和CPOL位定义的采样时钟边沿进行的。

按照原子哥的程序配置，我们便可以实现SPI发送数据了。

编写从设备的驱动程序

理解了SPI如何与设备发送数据后，我们常常还需要编写从设备的驱动程序。我们首先要知道设备使用的是什么通信协议，如有的设备使用的I2C通信方式，有的则是SPI通信方式。

而不同的设备都会有不同的指令。这些指令也不过是主机按照基本的SPI通信协议发送的数据，只是其对从设备有特殊的意义，我们便是依靠通信来发送指令进而操作从设备的。

例如我们对从设备发送写指令，随后我们发送的数据便将写入从设备之中。从设备的指令集，往往有厂家给出，有时还会附带设备驱动案例。