一、什么是SPI
SPI全称 Serial Peripheral Interface，串行外设接口。
- 通信属性：同步、全双工串行通信协议，用于ARM/单片机和板载外设高速通信。
- 4根信号线作用
- SCLK：串行时钟线，由主机产生，用来同步通信时序
- MOSI：主机输出、从机输入，主机向从机发送数据
- MISO：主机输入、从机输出，从机向主机回传数据
- CS/SS：片选线，选中需要通信的从设备，实现一主多从
- 核心特点 ① 写即是读，读即是写。发送和接收同时发生，主机发1字节同时就会收到从机的1字节。 ② 读取从机数据时，主机必须发送Dummy占位字节（0xFF/0x00），用来产生时钟，才能读到从机数据。③ 传输速率：1MHz ~ 上百MHz；数据高位先行。
二、SPI有几种工作模式？分别是什么？
由两个参数共同决定模式：CPOL时钟极性 、CPHA时钟相位
1）参数含义
- CPOL（时钟极性）：SCLK空闲状态的电平
- CPOL=0：空闲时SCLK为低电平
- CPOL=1：空闲时SCLK为高电平
- CPHA（时钟相位）：接收方在哪一个边沿采样数据
- CPHA=0：在时钟第一个边沿采样
- CPHA=1：在时钟第二个边沿采样
2）四种工作模式
- Mode0：CPOL=0，CPHA=0 空闲SCLK低电平，在上升沿采样数据
- Mode1：CPOL=0，CPHA=1 空闲SCLK低电平，在下降沿采样数据
- Mode2：CPOL=1，CPHA=0 空闲SCLK高电平，在下降沿采样数据
- Mode3：CPOL=1，CPHA=1 空闲SCLK高电平，在上升沿采样数据
⚠️重要：主机、从机CPOL、CPHA必须完全一致，否则通信数据全部错乱。外设（ADXL345、OLED）都有固定模式，以芯片手册为准。
三、ADXL345传感器量程、分辨率
ADXL345：三轴MEMS数字加速度传感器，支持I2C、SPI。
- 量程 软件可配置档位：±2g、±4g、±8g、±16g；最大测量范围 ±16g；1g = 9.8m/s²。
- 分辨率
- ±16g量程下：13位分辨率
- 灵敏度：1LSB ≈0.0039g
- 换算公式：实际加速度(g) = 传感器原始数值 × 0.0039
示例： X轴原始123 → X = 123 × 0.0039 g Y轴原始200 → Y = 200 × 0.0039 g Z轴原始300 → Z = 300 × 0.0039 g
四、I2C和SPI有什么区别
下面分点逐条对比：
- 通信模式
- I2C：同步、半双工，同一时间只能单向收发
- SPI：同步、全双工，可以同时收、发数据
- 信号线
- I2C：只需要2根线（SCL时钟、SDA数据），增加从机不需要再加引脚
- SPI：4根线（SCLK、MOSI、MISO、CS），每增加1个从机，就要多1根CS片选引脚
- 通信速度
- I2C：100KHz ~ 3.4MHz，速度偏低
- SPI：1MHz ~ 100MHz，速度远高于I2C
- 设备架构
- I2C：支持多主多从，依靠设备地址区分不同外设
- SPI：只支持一主多从，依靠CS片选线选择外设
- 数据传输顺序
- I2C：低位先行
- SPI：高位先行
- 应答校验
- I2C：自带硬件ACK应答，可以确认数据是否被接收
- SPI：没有硬件应答，无校验，需要软件做判断
- 硬件电路要求
- I2C：SDA、SCL必须加上拉电阻
- SPI：不需要上拉电阻
- 适用场景
- I2C：引脚少，适合挂载大量低速传感器
- SPI：高速，适合OLED、Flash、高速加速度传感器
总结：I2C赢在引脚少、支持多主、有应答；SPI赢在速度快，支持全双工。
小结
- SPI是同步全双工串行协议，四根信号线，一主多从，读写同步进行。
- CPOL、CPHA组合出4种SPI模式，主从配置必须相同。
- ADXL345最大量程±16g，13位分辨率，原始读数乘0.0039得到g值。
- I2C引脚少、带应答；SPI速度高、可全双工。