SPI协议-串行外围设备接口

简介

SPI（Serial Peripheral Interface）协议是一种用于主机和从机之间进行全双工通信的串行通信协议。此协议的特点是，主机可以选择与一个或多个从机通信，每个从机都有独立的片选线，从而实现对多个从机的同时控制。

SPI协议可以用于连接各种外围设备，如显示器、无线电、存储器等。SPI协议在工业、军事和消费电子等领域都有广泛的应用。

SPI协议基本原理

SPI通信包括4条线：SCLK（时钟线）、MOSI（主机输出从机输入线）、MISO（主机输入从机输出线）和SS（片选线）。SPI通信过程中，主机向从机发送数据时，将数据和时钟信号一起发送到MOSI线上，从机在接收到时钟信号的同时接收数据并返回响应数据到MISO线上。

片选线上会有多个从机的信号，在通信时，一般会通过某种方式将要通信的从机选中，其余从机禁用。每个从机都有自己的片选引脚。

SPI协议工作模式

SPI协议有4种工作模式，它们的区别在于CPOL与CPHA这两个参数不同。CPOL为Clock Polar，表示时钟极性，CPHA为Clock Phase，表示时钟相位。

| Mode | CPOL | CPHA | | ---- | ---- | ---- | | 0 | 0 | 0 | | 1 | 0 | 1 | | 2 | 1 | 0 | | 3 | 1 | 1 |

SPI协议应用实例

下面是一个使用SPI协议控制OLED显示器的实例代码：

#include <Wire.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>

#define OLED_RESET 4
#define SCREEN_WIDTH 128
#define SCREEN_HEIGHT 64
Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, OLED_RESET);

void setup() {
    display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C);
    display.clearDisplay();
}

void loop() {
    display.setCursor(0, 0);
    display.print("Hello, world!");
    display.display();
    delay(1000);
}

该代码使用了Adafruit_SSD1306库，通过SPI协议控制了OLED显示器输出“Hello, world!”这个字符串。

总结

SPI协议是实现主从全双工通信的一种串行通信协议，可以用于连接各种外围设备。SPI协议的特点是可以同时控制多个从机。了解SPI协议可以为我们开发应用带来便利。