SPI總線系統(tǒng)是一種同步串行外設接口,，它可以使MCU與各種外圍設備以串行方式進行通信以交換信息。正是由于有了通信方式,，我們才能夠通過芯片控制各種各樣的外圍器件,，實現(xiàn)很多“不可思議”的現(xiàn)代科技。這里將以SPI為題,，從編程角度來介紹SPI總線,。

　　1、SPI協(xié)議簡介

　　圖 1  SPI接口

　　SPI 是英語 Serial Peripheral interface 的縮寫,，顧名思義就是串行外圍設備接口,。是 Motorola首先在其 MC68HCXX 系列處理器上定義的。SPI是一種高速的,，全雙工,，同步的通信總線，由于其簡單易用的特性,，現(xiàn)在很多的nor flash和nandflash芯片集成了這種通信協(xié)議,，也就是我們說的SPI flash。

　　2,、應用及現(xiàn)狀

　　圖 2 SPI應用

　　SPI flash 芯片應用十分廣泛,，在很多電子產品上面或多或少都有它的蹤影，如手機,、數(shù)碼,、液晶顯示器、機頂盒,、電腦主板等,。最近，有消息透露,，蘋果新手機iPhone 8將導入采用編碼型快閃存儲（NOR Flash）,，讓已經(jīng)處于缺貨狀態(tài)的NOR芯片更為惱火，另外據(jù)存儲業(yè)者透露,，今年NOR芯片供給缺口將可能擴大至20%,。

　　3、解剖SPI總線

　　SPI 接口一般使用 4 條線通信,，MISO 主設備數(shù)據(jù)輸入,，從設備數(shù)據(jù)輸出,。MOSI 主設備數(shù)據(jù)輸出，從設備數(shù)據(jù)輸入,。SCLK 時鐘信號,，由主設備產生。CS 從設備片選信號,，由主設備控制,。

　　圖 3 SPI總線

　　SPI接口在Master控制下產生的從器件使能信號和時鐘信號，兩個雙向移位寄存器按位傳輸進行數(shù)據(jù)交換,，傳輸數(shù)據(jù)高位在前,，低位在后（MSB）。在SCK的下降沿上數(shù)據(jù)改變,，上升沿一位數(shù)據(jù)被存入移位寄存器,。

　　圖 4  使能信號和時鐘信號

　　4、解剖SPI flash

　　搞懂了SPI協(xié)議之后,，下面就讓小編來帶你輕松操作SPI flash芯片,。對flash芯片的操作，一般包括對flash芯片的擦除,，編程和讀取,，各大廠商的SPI flash芯片都大同小異，操作命令基本是沒什么變化的,，當我們拿到一款芯片,，要特別注意芯片的容量，操作分區(qū),，下面以旺宏的芯片為例為大家講解。

　　其實,，無論是對芯片的擦除,，編程還是讀取操作，我們大致可以按照以下的套路來：寫命令---寫地址---寫（讀）數(shù)據(jù),。正如以下的時序圖一樣清晰明了,，我們先把片選信號拉低，再發(fā)個0x02頁編程命令,，再發(fā)個地址,，就可以輕松寫數(shù)據(jù)了。

　　依樣畫葫蘆,，擦除操作也是一樣,，甚至更簡單，但是我們要注意循環(huán)判斷狀態(tài)寄存器的WIP位直至為0為擦除完成,，具體循環(huán)時間視芯片而定,。

　　另外,，我們要特別注意SPI flash的 OTP區(qū)，即(ONE TIME PROGRAMMABLE),，也就是說這個區(qū)域只能編程一次,，編程之后不能再修改及擦除，因此我們操作的時候要特別注意,。對OTP區(qū)域的讀寫之前,，我們首先要發(fā)送進入OTP區(qū)域的命令，其他的操作和以上普通flash區(qū)域的操作是一樣的,。

　　掌握以上方法,，我們就可以輕松操作SPI flash芯片了，當然,，對時序這種底層的操作,，還需要不斷學習和積累。