如何实现 SPI通信的主从功能
串行外设接口总线是一种以全双工方式运行的同步串行通信链路，这意味着设备同时发送和接收数据。这些设备作为主/从设备进行通信，其中主设备通过选择带有硬件线路的从设备来启动通信，并且还提供用于将数据位移入和移出从设备的同步时钟。
通信所需的信号是从选择（ss）、主输入从输出（miso）、主输出从输入（mosi）和串行时钟（sck）。spi 相对于其他通信协议的优势在于，寻址是在硬件中通过 ss 线执行的，从而可以更快地寻址设备，并且通信是全双工的，从而可以更快地传输数据（图 1）。
图 1 串行外设接口总线
spi 通信开始于主机断言 ss 线。根据器件的不同，ss 线可能是高电平有效或低电平有效。在开始通信之前，主设备必须等待至少一个时钟周期。与 ss 线的活动极性非常相似，ss 激活后的等待时间因设备而异。例如，模数转换器可能要求主设备在其 ss 线被断言后等待转换完成。接下来，主机将开始将数据移出 mosi 线，并将数据移入 miso。数据始终以全双工方式传输，即使该数据没有意义。例如，为了让主设备从从设备接收 24 位数据，它还必须向从设备发送 24 位数据（图 2 和图 3）。
图 2 阶段 0 时序
第一阶段时间
没有关于使用哪个时钟边沿来发送和接收数据的标准，因此根据时钟极性和时钟相位，有四种可能的操作模式。请参阅下面图 4 中的表格。
spi 模式
图 4 spi 模式
以模式 1 为例，主机将在 sck 线为低电平时空闲总线。当主机将 sck 线推高时，它也会将最高有效位放在 mosi 线上。同时，slave 将把最重要的放在 miso 线上。接下来，master 拉动 sck 线并从 miso 线上的 slave 读取稳定位。同时，slave 在 mosi 线上读取 master 生成的稳定位。当 ss 线路停用时，通信终止，因此它必须在整个通信帧期间保持活动状态。
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图 1 串行外设接口总线
spi 通信开始于主机断言 ss 线。根据器件的不同，ss 线可能是高电平有效或低电平有效。在开始通信之前，主设备必须等待至少一个时钟周期。与 ss 线的活动极性非常相似，ss 激活后的等待时间因设备而异。例如，模数转换器可能要求主设备在其 ss 线被断言后等待转换完成。接下来，主机将开始将数据移出 mosi 线，并将数据移入 miso。数据始终以全双工方式传输，即使该数据没有意义。例如，为了让主设备从从设备接收 24 位数据，它还必须向从设备发送 24 位数据（图 2 和图 3）。
图 2 阶段 0 时序
第一阶段时间
没有关于使用哪个时钟边沿来发送和接收数据的标准，因此根据时钟极性和时钟相位，有四种可能的操作模式。请参阅下面图 4 中的表格。
spi 模式
图 4 spi 模式
以模式 1 为例，主机将在 sck 线为低电平时空闲总线。当主机将 sck 线推高时，它也会将最高有效位放在 mosi 线上。同时，slave 将把最重要的放在 miso 线上。接下来，master 拉动 sck 线并从 miso 线上的 slave 读取稳定位。同时，slave 在 mosi 线上读取 master 生成的稳定位。当 ss 线路停用时，通信终止，因此它必须在整个通信帧期间保持活动状态。
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