SPI（Serial Peripheral Interface，串行外設(shè)接口）是Motorola公司提出的一種同步串行數(shù)據(jù)傳輸標準,，在很多器件中被廣泛應(yīng)用,。

　　1. 接口

　　SPI接口經(jīng)常被稱為4線串行總線，以主/從方式工作,，數(shù)據(jù)傳輸過程由主機初始化,。如圖1所示，其使用的4條信號線分別為：

　　1） SCLK：串行時鐘,，用來同步數(shù)據(jù)傳輸,，由主機輸出；

　　2） MOSI：主機輸出從機輸入數(shù)據(jù)線,；

　　3） MISO：主機輸入從機輸出數(shù)據(jù)線,；

　　4） SS：片選線，低電平有效，由主機輸出,。

　　在SPI總線上,，某一時刻可以出現(xiàn)多個從機，但只能存在一個主機,，主機通過片選線來確定要通信的從機,。這就要求從機的MISO口具有三態(tài)特性，使得該口線在器件未被選通時表現(xiàn)為高阻抗,。

　　2. 數(shù)據(jù)傳輸

　　在一個SPI時鐘周期內(nèi),，會完成如下操作：

　　1） 主機通過MOSI線發(fā)送1位數(shù)據(jù)，從機通過該線讀取這1位數(shù)據(jù),；

　　2） 從機通過MISO線發(fā)送1位數(shù)據(jù),，主機通過該線讀取這1位數(shù)據(jù)。

　　這是通過移位寄存器來實現(xiàn)的,。如圖2所示,，主機和從機各有一個移位寄存器，且二者連接成環(huán),。隨著時鐘脈沖,，數(shù)據(jù)按照從高位到低位的方式依次移出主機寄存器和從機寄存器，并且依次移入從機寄存器和主機寄存器,。當寄存器中的內(nèi)容全部移出時,，相當于完成了兩個寄存器內(nèi)容的交換。

　　3. 時鐘極性和時鐘相位

　　在SPI操作中,，最重要的兩項設(shè)置就是時鐘極性（CPOL或UCCKPL）和時鐘相位（CPHA或UCCKPH）,。時鐘極性設(shè)置時鐘空閑時的電平，時鐘相位設(shè)置讀取數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)的時鐘沿,。

　　主機和從機的發(fā)送數(shù)據(jù)是同時完成的,，兩者的接收數(shù)據(jù)也是同時完成的。所以為了保證主從機正確通信,，應(yīng)使得它們的SPI具有相同的時鐘極性和時鐘相位,。

　　舉例來說，分別選取MSP430控制器和OLED驅(qū)動SH1101A為主從機,，圖3和圖4為它們的SPI時序,。由圖4可知，SH1101A的SPI時鐘空閑時為高電平,，并且在后時鐘沿接收數(shù)據(jù),，則MSP430控制器SPI的設(shè)置應(yīng)與此保持一致。從圖3中可以看出,，要使得時鐘在空閑時為高電平,，應(yīng)將UCCKPL置1,；要使得在后時鐘沿接收數(shù)據(jù)，應(yīng)將UCCKPH清零,。

　　4. 優(yōu)缺點

　　SPI接口具有如下優(yōu)點：

　　1） 支持全雙工操作,；

　　2） 操作簡單；

　　3） 數(shù)據(jù)傳輸速率較高,。

　　同時,，它也具有如下缺點：

　　1） 需要占用主機較多的口線（每個從機都需要一根片選線）；

　　2） 只支持單個主機,。