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SPI简介与实例分析

news 2025/9/16 1:48:14

SPI简介

SPI 协议是由Motorola提出的通讯协议 (Serial Peripheral Interface) ，是一种高速全双工的串行通信总线。

SPI 通讯使用 3 条总线：SCK、 MOSI、 MISO ，以及若干片选线(SS、CS、NSS)。

主机要和哪个从机通信，就把对应的片选线拉低，由高变低是起始信号，由低边高是停止信号。

CPOL/CPHA 及通讯模式

时钟极性 CPOL 是指空闲状态时SCK 的电平信号。CPOL=0 时， SCK 在空闲状态为低电平， CPOL=1 时则反之。

时钟相位 CPHA 是指数据的采样的时刻。当 CPHA=0 时，信号将会在SCK 时钟线的**“奇数边沿”**被采样， CPOL=1 时则反之。

所以SPI就有4种通讯模式，实际中采用较多的是“模式 0”与“模式 3”

模式	CPOL	CPHA	SCK空闲状态	采样时刻
0	0	0	低电平	奇数边沿
1	0	1	低电平	偶数边沿
2	1	0	高电平	奇数边沿
3	1	1	高电平	偶数边沿

实例分析

逻辑分析仪图示

已知：SPI使用的是模式1，输入的数据是0x58 0x03，收到的数据是0x00 0x00 0x00 0xA4，和图示完全符合。

图片可能不太好放大看，文末提供源文件。

在这里插入图片描述

相关实验代码（ESP32）

void bl0942_init()
{esp_err_t ret;static spi_bus_config_t buscfg={.miso_io_num = PIN_NUM_MISO,.mosi_io_num = PIN_NUM_MOSI,.sclk_io_num = PIN_NUM_CLK,.quadwp_io_num = -1,.quadhd_io_num = -1,.max_transfer_sz = 1024};// 初始化spiret = spi_bus_initialize(SPI2_HOST, &buscfg, SPI_DMA_CH_AUTO);ESP_LOGI(TAG, "spi_bus_initialize = %d", ret);static spi_device_interface_config_t devcfg={.clock_speed_hz = 500 * 1000,.mode = 1,.spics_io_num = -1,     // 不使用片选.queue_size = 7,.pre_cb = NULL  //传输前的回调};// 添加从设备ret = spi_bus_add_device(SPI2_HOST, &devcfg, &gw_spi);ESP_LOGI(TAG, "spi_bus_add_device = %d", ret);
}int bl0942_spi_r(uint8_t ICAddr, uint8_t cmd)
{int ret;uint8_t CHECKSUM = 0;spi_transaction_t t;memset(spi_tx_buf, 0, sizeof(spi_tx_buf));spi_tx_buf[0] = ICAddr;spi_tx_buf[1] = cmd;memset(&t, 0, sizeof(t));t.length = 8 * 6;t.tx_buffer= spi_tx_buf;t.rx_buffer= spi_rx_buf;t.user=(void*)0;ret = spi_device_polling_transmit(gw_spi, &t);if (ret != 0){ESP_LOGE(TAG, "spi_device_polling_transmit err");return -1;}return 0;
}void bl0942_read_all()
{bl0942_spi_r(0x58, 0x03);ESP_LOG_BUFFER_HEX(TAG, spi_rx_buf+2, 4);// 00 00 00 a4
}