SPI接口详细说明.docx

文档介绍：SPI接口详细说明
SPI 串行外设接口总线，最早由Motorola提出，出现在其M68系列单片机中，由于其简单实用，又不牵涉到专利问题，因此许多厂家的设备都支持该接口，广泛应用于外设控制领域。
SPI接口是一种事实标n slave, out line
比如MOSI，该线上数据一定是Master流向Slave的。因此在电路板上，Master的MOSI引脚应与Slave的MOSI引脚连接在一起。双方的MISO也应该连在一起，而不是一方的MOSI连接另一方的MISO。
不过，也有一些产家（比如Microchip）是按照类似SDI,SDO的方式来命名，这是站在器件的角度根据数据流向来定义的。
SDI：串行数据输入
SDO：串行数据输出
这种情况下，当Master与Slave连接时，就应该用一方的SDO连接另一个方的SDI。
由于SPI接口数据线是单向的，故电路设计时，数据线连接一定要正确，必然是一方的输出连接另一方的输入。
其实这个问题本来很简单的，但由于不同厂家产品的命名习惯可能不同，因此还需小心，以免低级出错。
数据传输的时序模式
为了适用不同产品接口应用需要，SPI接口定义了多种时序传输模式，并可通过设置接口单元寄存器中的相关控制位来选择。在Motorola的产品中，时序即是由两个控制位（极性控制、相位控制）来控制的。
时钟极性选择位CPOL：
在设备被使能激活后，还未进行数据传输时或两个字节数据传输间歇期间（见图3中的○1与○2处），SCLK处于空闲（Idle）电平，通过"CPOL空闲状态极性控制位"可以选择此空闲电平电平是0还是1。
时钟相位选择位CPHA：
该控 制位用来选择数据接收端设备的采样时刻。可能在Idle to Active的跳变沿（见图3中的红色圈处），也可能在Active to Idle的跳变沿（见图3中的蓝色圈处）。在该采样时刻，线上数据必须已经稳定可靠，因此数据发送端设备应提前将数据移出到数据线上。为了降低设计难度， 大部分接口电路都是用同一时钟周期中前一个时钟沿（即相反时钟变化方向）将数据移出。
SPI线上的Master，Slave设备必须根据具体情况设置匹配的传输时序模式，时序只有匹配，数据传输才能正常进行。如果设置的不匹配，可能导致数据接收方和发送方在同一时钟沿作用，导致数据传输失败。

我们以手机设计中非常流行的触摸屏控制器TSC2046为例，介绍SPI接口的实际应用。
由于TSC2046采样触摸屏信息并量化出最高位需要一定时间，而SPI总线没有握手机制，为避免Master过早的启动传输，接收无效数据，TSC2046引入了BUSY信号作为TSC2046向Master的指示。
TSC2046 是在时钟的第一个Idle to Active沿采集数据（下图1处），而在第一个（下一字节）Active to Idle 沿开始移出数据（下图2处），这导致Master只能在第二个dle to Active沿采集到
的数据才是有效的（下图3处），而在第一个Idle to Act