SPI总线协议的通信原理解析
spi的通信原理很简单，它以主从方式工作，这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备，需要至少4根线，事实上3根也可以（单向传输时）。也是所有基于spi的设备共有的，它们是sdi（数据输入），sdo（数据输出），sck（时钟），cs（片选）。
（1）sdo – 主设备数据输出，从设备数据输入
（2）sdi – 主设备数据输入，从设备数据输出
（3）sclk – 时钟信号，由主设备产生
（4）cs – 从设备使能信号，由主设备控制
其中cs是控制芯片是否被选中的，也就是说只有片选信号为预先规定的使能信号时（高电位或低电位），对此芯片的操作才有效。这就允许在同一总线上连接多个spi设备成为可能。
接下来就负责通讯的3根线了。通讯是通过数据交换完成的，这里先要知道spi是串行通讯协议，也就是说数据是一位一位的传输的。这就是sck时钟线存在的原因，由sck提供时钟脉冲，sdi，sdo则基于此脉冲完成数据传输。数据输出通过 sdo线，数据在时钟上升沿或下降沿时改变，在紧接着的下降沿或上升沿被读取。完成一位数据传输，输入也使用同样原理。这样，在至少8次时钟信号的改变（上沿和下沿为一次），就可以完成8位数据的传输。
要注意的是，sck信号线只由主设备控制，从设备不能控制信号线。同样，在一个基于spi的设备中，至少有一个主控设备。这样传输的特点：这样的传输方式有一个优点，与普通的串行通讯不同，普通的串行通讯一次连续传送至少8位数据，而spi允许数据一位一位的传送，甚至允许暂停，因为sck时钟线由主控设备控制，当没有时钟跳变时，从设备不采集或传送数据。也就是说，主设备通过对sck时钟线的控制可以完成对通讯的控制。spi还是一个数据交换协议：因为spi的数据输入和输出线独立，所以允许同时完成数据的输入和输出。不同的spi设备的实现方式不尽相同，主要是数据改变和采集的时间不同，在时钟信号上沿或下沿采集有不同定义，具体请参考相关器件的文档。
在点对点的通信中，spi接口不需要进行寻址操作，且为全双工通信，显得简单高效。在多个从设备的系统中，每个从设备需要独立的使能信号，硬件上比i2c系统要稍微复杂一些。
最后，spi接口的一个缺点：没有指定的流控制，没有应答机制确认是否接收到数据。
at91rm9200的spi接口主要由4个引脚构成：spiclk、mosi、miso及 /ss，其中spiclk是整个spi总线的公用时钟，mosi、miso作为主机，从机的输入输出的标志，mosi是主机的输出，从机的输入，miso 是主机的输入，从机的输出。/ss是从机的标志管脚，在互相通信的两个spi总线的器件，/ss管脚的电平低的是从机，相反/ss管脚的电平高的是主机。在一个spi通信系统中，必须有主机。spi总线可以配置成单主单从，单主多从，互为主从。
spi的片选可以扩充选择16个外设，这时pcs输出=npcs，说npcs0~3接4-16译码器，这个译码器是需要外接4-16译码器，译码器的输入为npcs0~3，输出用于16个外设的选择。
spi协议举例
spi是一个环形总线结构，由ss（cs）、sck、sdi、sdo构成，其时序其实很简单，主要是在sck的控制下，两个双向移位寄存器进行数据交换。
假设下面的8位寄存器装的是待发送的数据10101010，上升沿发送、下降沿接收、高位先发送。
那么第一个上升沿来的时候 数据将会是sdo=1；寄存器=0101010x。下降沿到来的时候，sdi上的电平将所存到寄存器中去，那么这时寄存器=0101010sdi，这样在 8个时钟脉冲以后，两个寄存器的内容互相交换一次。这样就完成里一个spi时序。
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（4）cs – 从设备使能信号，由主设备控制
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要注意的是，sck信号线只由主设备控制，从设备不能控制信号线。同样，在一个基于spi的设备中，至少有一个主控设备。这样传输的特点：这样的传输方式有一个优点，与普通的串行通讯不同，普通的串行通讯一次连续传送至少8位数据，而spi允许数据一位一位的传送，甚至允许暂停，因为sck时钟线由主控设备控制，当没有时钟跳变时，从设备不采集或传送数据。也就是说，主设备通过对sck时钟线的控制可以完成对通讯的控制。spi还是一个数据交换协议：因为spi的数据输入和输出线独立，所以允许同时完成数据的输入和输出。不同的spi设备的实现方式不尽相同，主要是数据改变和采集的时间不同，在时钟信号上沿或下沿采集有不同定义，具体请参考相关器件的文档。
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假设下面的8位寄存器装的是待发送的数据10101010，上升沿发送、下降沿接收、高位先发送。
那么第一个上升沿来的时候 数据将会是sdo=1；寄存器=0101010x。下降沿到来的时候，sdi上的电平将所存到寄存器中去，那么这时寄存器=0101010sdi，这样在 8个时钟脉冲以后，两个寄存器的内容互相交换一次。这样就完成里一个spi时序。
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