SPI是Serial Peripheral Interface的缩写,是一种同步的序列通信接口。
SPI的一项重要特性是它是一种主从式接口,其中由设备称为主设备来控制通信中的时序和数据流。而从设备则按主设备所设置的时序来响应主设备的命令。
SPI通信一般有四条信号线:SCLK、MOSI、MISO和SS。显然,其中只有SS信号线是控制设备选择的,而SCLK、MOSI和MISO三条信号线才是主要的数据传输通道。
因此,SCLK、MOSI、MISO三条信号线一般被设计为采用差分信号形式传输。即每种信号线内部有两个电平,在各个设备之间形成差分电压,从而保证数据传输的质量。这样就形成了三种级别的电平,通常是LOW、HIGH和浮空(3态、非高非低)
SPI接口中,电平的高、低并没有统一的标准,不同芯片厂商和不同芯片间的定义是有所不同的,但一般都是在0 ~ 3.3V或0 ~ 5V之间。
通常情况下,SPI是一种同步数据传输方式,即主设备的CPU通过设定格式将数据传输到主设备的SCLK端,然后由主设备的MOSI端输出数据,经过从设备的MISO端转出后,通过从设备的SS端响应主设备的命令,实现数据传输的过程。
在SPI传输过程中,MOSI数据线上,当传输位为高电位(1)时,数据线会被拉高,并保持高电位,单片机的接收端口可读取高电位。当传输位为低电位(0)时,数据线会被拉低,并保持低电位,单片机的接收端口可读取低电位。为此,传输一位数据时,需发送8次,消耗整个总线的1/8时间。
SPI通常用在DSP(数字信号处理器)、显示屏等高速通讯领域。SPI接口一般速度都很高,达到几MHZ甚至几十MHZ,且由于其简单易用、通用性好、传输速率高、传输数据率稳定,故被广泛应用于电子信息领域。
将SPI芯片用于医疗器械、汽车电子、工业控制、通信设备等领域的传感采集、控制调试、诊断测试、仪器仪表部分,旨在提高产品测试效率、降低测试成本以及保障产品的质量物料检测等方面有着广泛的应用。