STM32的SPI通信

1 SPI协议简介

SPI（Serial Peripheral Interface）协议是由摩托罗拉公司提出的通信协议，即串行外围设备接口，是一种高速全双工的通信总线。它被广泛地使用在ADC、LCD等设备与MCU间，使用于对通信速率要求较高的场合。

1.1 SPI物理层

SPI通信设备之间的常用连接方式如下图所示：

SPI通信使用3条总线及片选线，3条总线分别为SCK、MOSI、MISO，片选线为SS，它们的作用介绍如下：

SS（Slave Select）：从设备选择信号线，常称为片选信号线，也称为NSS、CS，以下用NSS表示。当有多个SPI从设备与SPI主机相连时，设备的其他信号线SCK、MOSI、及MISO同时并联到相同的SPI总线上，即无论有多少个从设备，都共同使用这3条总线；而每个从设备都有独立的一条NSS信号线，本信号线独占主机的一个引脚，即有多少个从设备，就有多少条片选信号线。IIC协议中通过设备地址来寻址、选中总线上的某个设备并与其进行通信；而SPI协议中没有地址，它使用NSS信号线来寻址，当主机要选择从设备时，把该从设备的NSS信号线设置为低电平，该从设备即被选中，即片选有效，主机便可以开始与被选中的从设备进行SPI通信。所以SPI通信以NSS线置低电平为开始信号，以NSS线被拉高作为结束信号。
SCK（Serial Clock）：时钟信号线，用于通信数据同步。它由通信主机产生，决定了通信的速率。不同的设备支持的最高时钟频率不一样，如STM32的SPI时钟频率最大为 $f_{pclk}/2$ 。两个设备通信时，通信速率受限于低速设备。
MOSI（Master Output，Slave Input）：主设备输入/从设备输出引脚。主机从这条信号线输出，从机由这条信号线读入主机发送的数据，即这条线上数据的方向为主机到从机。
MISO（Master Input，Slave Output）：主设备输入/从设备输出引脚。主机从这条信号线读入数据，从机由这条信号线输出到主机，即这条线上数据的方向为从机到主机。