SPI全稱是串行外設接口（Serial Peripheral Interface），是由Motorola提出的一種全雙工（全雙工指可以同時（瞬時）進行信號的雙向傳輸（A→B且B→A））同步串行通信接口，通信波特率可以高達5Mbps，但具體速度大小取決于SPI硬件。

SPI總線只需四條線就可以完成MCU與各種外圍器件的通訊。

1）MOSI（SDI )–Master數(shù)據(jù)輸出,Slave數(shù)據(jù)輸入；

2）MISO (SDO)– Master數(shù)據(jù)輸入,Slave數(shù)據(jù)輸出；

3）SClK– 時鐘信號,由Master產(chǎn)生；

4）/CS– Slave使能信號,由Master控制。

SPI通信就是采用這樣的主從模式（Master-Slave）架構(gòu)，一般為一個Master和多個Slave的應用模式。切記，誰為主，誰提供SCLK時鐘信號。

SPI通訊就需要這四根線。其中，CS是控制芯片是否被選中的，也就是說只有片選信號為預先規(guī)定的使能信號時，對此芯片的操作才有效。這就允許在同一總線上連接多個SPI設備成為可能。接下來再負責通訊的3根線就可以了。

SPI也是串行通訊協(xié)議，也就是說數(shù)據(jù)是一位一位的傳輸?shù)?。這就是SCLK時鐘線存在的原因，由SCLK提供時鐘脈沖，SDI，SDO則基于此脈沖完成數(shù)據(jù)傳輸。操作時序很簡單，如下：

看見時序圖了，就知道怎么通訊了。SPI接口在Master控制下產(chǎn)生的從器件使能信號和時鐘信號，兩個雙向移位寄存器按位傳輸進行數(shù)據(jù)交換，傳輸數(shù)據(jù)高位在前，低位在后（MSB first）。在SCK的下降沿上數(shù)據(jù)改變，上升沿一位數(shù)據(jù)被存入移位寄存器。

換個說法，SPI是一個環(huán)形總線結(jié)構(gòu)，主要是在sck的控制下，兩個雙向移位寄存器進行數(shù)據(jù)交換。對于主機來說，上升沿發(fā)送、下降沿接收、高位先發(fā)送。

上升沿到來的時候，sdi上的電平將被發(fā)送到從設備的寄存器中。從M_Sbuff寄存器的7位，發(fā)送到S_Sbuff寄存器的0位;

下降沿到來的時候，sd噢上的電平將被接收到主設備的寄存器中。從S_Sbuff寄存器的7位，發(fā)送到M_Sbuff寄存器的0位;

一個完整的傳送周期是16位，即兩個字節(jié)，因為，首先主機要發(fā)送命令過去，然后從機根據(jù)主機的命令準備數(shù)據(jù)，主機在下一個8位時鐘周期才把數(shù)據(jù)讀回來。

SPI總線比IIC總線傳輸數(shù)據(jù)省事。之前用過的IIC通訊，又有起始位，又有停止位的。SPI比較豪爽，對于主機來說，有上升沿就寫一位，有下降沿就讀一位。因為這樣，SPI能夠不等8位數(shù)據(jù)都傳完就停止。沒有了主機發(fā)出的SCLK脈沖，就不再有數(shù)據(jù)交換了。需要注意的是：我們的主設備能夠控制時鐘，因為我們的SPI通信并不像UART或者IIC通信那樣有專門的通信周期，有專門的通信起始信號，有專門的通信結(jié)束信號；所以我們的SPI協(xié)議能夠通過控制時鐘信號線，當沒有數(shù)據(jù)交流的時候我們的時鐘線要么是保持高電平要么是保持低電平。