[導讀]SPI是時鐘單片機外設電路中常用的一種通訊方式，適用于近距離通信，相位性通常用于芯片間的鐘極通訊，有四根線。時鐘 在SPI通訊中總線時鐘和總線相位也兩個比較重要的相位性概念，一般在使用SPI通信時都使用默認設置，鐘極所以容易把這兩個參數忽略。時鐘 和大家分享一下SPI通訊、相位性時鐘極性以及時鐘相位的鐘極基礎知識。

SPI是時鐘單片機外設電路中常用的一種通訊方式，適用于近距離通信，相位性通常用于芯片間的鐘極通訊，有四根線。時鐘 在SPI通訊中總線時鐘和總線相位也兩個比較重要的相位性概念，一般在使用SPI通信時都使用默認設置，鐘極所以容易把這兩個參數忽略。 和大家分享一下SPI通訊、時鐘極性以及時鐘相位的基礎知識。

什么是SPI通訊總線

SPI總線的英文全稱為S“Serial Periphral Interface”，意思是串行外設接口，由于通訊距離比較短，適用于芯片級別的短距離通訊。SPI的通訊分為主機和從機，屬于高速全雙工的總線通訊方式，SPI有四根線，分別為：

• MISO:主設備輸入與從設備輸出線；
  
• MOSI:主設備輸出與從設備輸入線；
  
• SCK:串行同步時鐘信號線；
  
• SS:從機片選信號線，也用CS來表示。
  

SPI總線的主機和從機的系統連接圖如下圖所示。

SPI總線時鐘的極性含義解釋

SPI的時鐘極性用CPOL來表示。SPI總線通訊的時基基準是時鐘信號線SCK，SCK既有高電平，又有低電平，SPI的時鐘極性用來表示時鐘信號在空閑時是高電平還是低電平。情況說明如下：

• 當CPOL=0：SCK信號線在空閑時為 低電平；
  
• 當CPOL=1：SCK信號線在空閑時為 高電平；

SPI總線時鐘的相位含義解釋

時鐘的相位用CPHA來表示，用來決定何時進行信號采樣，在第一個跳變沿還是第二個跳變沿，至于是上升沿還是下降沿則由CPOL相位極性來表示。下面分兩種情況來介紹。如下圖所示。

上圖表示CPHA=1時的情形，即在SCK時鐘的第二個邊沿進行數據的采樣，至于是上升沿采樣還是下降沿采樣取決于時鐘極性CPOL的值。如果CPHA=1,CPOL=1，則在SCK時鐘的第二個邊沿為上升沿時進行數據采樣。如果CPHA=1,CPOL=0，則在SCK時鐘的第二個邊沿為下降沿時進行數據采樣。

CPHA=0時的情形如下圖所示。

上圖表示CPHA=0時的情形，即在SCK時鐘的第一個邊沿進行數據的采樣，至于是上升沿采樣還是下降沿采樣取決于時鐘極性CPOL的值。如果CPHA=0,CPOL=1，則在SCK時鐘的第一個邊沿為下降沿時進行數據采樣。如果CPHA=0,CPOL=0，則在SCK時鐘的第一個邊沿為上升沿時進行數據采樣。

總結一下，SPI的時鐘極性決定了SCK在空閑時是低電平還是高電平；而相位極性則決定了在第一個邊沿還是第二個邊沿進行數據采樣。SPI的時鐘極性CPOL和相位極性CPHA是相互影響相互決定的，以上概念可能很繞口難以理解，但是對SPI進行一次編程之后，所有的內容都好理解了。

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來源 | 玩轉嵌入式

作者｜劉小舒

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