1、SPI协议简介
SPI（Serial Peripheral Interface）是由摩托罗拉公司开发的同步串行通信协议，采用主从模式架构，支持全双工通信。被广泛应用在ADC、LCD等设备与MCU间的高速通讯场合。
1.1、SPI物理层
- 基本信号线：
- SCK（Serial Clock）：时钟信号线，用于通讯数据同步。由主机产生，不同的设备支持的最高时钟频率不同，两个设备之间通讯时，受限于低速设备。
- MOSI（Master Output,Slave Input）：主设备发送，从设备接收。
- MISO（Master Intput,Slave Output）：从设备发送，主设备接收。
- SS/CS（Slave Select）：低电平有效，主设备控制选中的从设备。每个从设备都有一条独立的SS信号线，本信号线占用主机的一个引脚。
1.2、SPI协议层
SPI协议定义了通讯的起始和停止信号、数据有效性、时钟同步等环节。
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1、起始和停止信号
NSS信号有高变低，是起始信号；NSS信号有低变高，是停止信号。
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2、数据位宽
SPI每次数据传输可以8位或16位为单位，每次传输的单位数不受限制。
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3、时钟极性（CPOL）
指SPI通讯设备处于空闲状态时，SCK信号线的电平信号（即SPI通讯开始前、NSS线为高电平时SCK的状态）。
- CPOL = 0：SCK在空闲状态时为低电平；
- CPOL = 1：SCK在空闲状态时为高电平；
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4、时钟相位（CPHSA）
指采样数据的时刻。
- 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。
- CPHA=1时，MOSI或MISO数据线上的信号将会在SCK时钟线的"偶数边沿"被采样。
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5、SPI工作模式
根据CPOL和CPHA的不同状态，SPI分为了四种工作模式。主从机需要工作在同一模式下才能正常通讯。
2、STM32中SPI架构和特性
2.1、STM32中SPI架构
在这里，我们不对原理进行过多分析，仅分析它主要几个模块。
- 通讯引脚：也就是SPI通讯所需要的三根信号线和一根控制线。
- 时钟控制：也就是SCK的时钟信号，一般最大可以配置为所挂载时钟总线频率的一半。
- 数据控制：这里实现数据的收发、。
- 整体控制：配置SPI模式、波特率、MSB或LSB先行、主从模式、设置数据位宽、单双向模式等。同时可以根据状态寄存器产生SPI中断信号、DMA请求等。
2.2、STM32中SPI特性
STM32的SPI外设可以作为通讯的主机或从机、支持最高的SCK时钟频率为f_pclk/2、支持SPI的4种模式、数据位数可选8位或16位、可选MSB先行或LSB先行。
支持双线全双工、双线单向以及单线模式。
2.3、STM32中SPI初始化结构体介绍
在这里，我们不对其做过多介绍，只需要了解它配置参数即可。