SPI协议简介

SPI，是英语Serial Peripheral interface的缩写，顾名思义就是串行外围设备接口。SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，现在越来越多的芯片集成了这种通信协议，比如P89LPC900.

SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，其工作模式有两种：主模式和从模式，无论那种模式，都支持3Mbit/s的速率，并且还具有传输完成标志和写冲突保护标志。到目前为止，我使用过的具有SPI总线的器件，就是存储芯片Eprom：at25128，在使用过程中，发现的确是有这种总线的优点。下面以P89LPC900单片机的SPI总线来解释SPI总线的通用使用规则。    

LPC900单片机的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。今以互为主从模式作为讲解：

要进行SPI互为主从操作，必须遵照以下步骤： 

1 对A、B进行初始化，均设为主机（需要进行以下操作）。

  a) SPI端口初始化为准双向。

  b) SPCTL配置为0x50，SSIG=0，SPEN=1，MSTR=1。

  c) 清除SPSTAT中的SPIF及WCOL标志位为0。

  d) 如果需要使用SPI中断，可使能相应中断位。

2 将A上一个引脚连接到B的/SS引脚上，然后拉低/SS，可将B强行置为从机模式，同时B机会发生以下变化：

  a) B机的MSTR位自动清0。

  b) B机的MOSI及SPICLK强行变为输入模式，MISO则变为输出模式。

  c) B机SPIF位置位。

  d) 如果SPI中断使能，B机将执行SPI中断服务程序。

3 B机可设置为查询接收或中断接收方式，以时刻准备接收由A机发送过来的数据，要使B机恢复为主机，必须完整执行步骤1。 本示例中，通过两块DP932 实验板构成了SPI互为主从测试系统。  

程序中应注意的问题：

1 程序中应注意对首次拉低SS引脚进行处理：当A机首次通过B_SS将B机设置为从机后，从机的SBIF位会置位（会被认为完成一次传输），如果这之前，使能了SPI中断，则从机则会执行相应的中断服务程序（本示例程序中，当B机的SS引脚被拉为低电平，B机的SBIF首次置位进行处理）。

2 关于从机恢复为主机的问题：互为主从模式中，当B机被A机设置为从机后，CPCTL寄存器中MSTR位被清除为0，且SPIF被置1，MOSI和SPICLK强制变为输入模式，MISO强制变为输出模式。要想恢复为主机，必须执行以下操作：

  a) 将MSTR位置1，SPIF位清0。

  b) 将MOSI，SPICLK，MISO及SS重新恢复为准双向口。

  c) 在a)、b)之前，需要注意将B_SS拉高，如果其一直为低电平，即使完成a)、b)操作，也会将B机重新设置为从机。

3 在SPI总线的使用过程中，可以通过DORD（SPI数据顺序选择位），CPOL（SPI时钟极性选择位），CPHA（ SPI时钟相位选择位）控制主/从机传输格式。对于本实验，可以忽略这些位的影响，但是在使用一些其他SPI器件时，必须根据从器件数据手册的要求，对SPI数据的传输顺序，SPI的时钟极性，及SPI的时钟相位进行正确的设置。

4 一些SPI的应用系统，由于硬件的设计并不是很合理，所以有时SPI通信不正常（传输数据出错，或其他情况），你可以试着降低SPI总线的传输速率，或者调节一些SPI时钟极性及相位，以使传输稳定。