SPI总线（通信接口） SPI总线是微处理器和外设之间进行数据交互的常用串行总线接口。本文主要介绍了SPI的接口类型、数据传输（时钟极性、时钟相位）、读、写操作的具体代码，最后是一个完整的xpt2046实现ADC的代码实现及注意事项。 1 、接口简介 串行外设接口（SPI）是微控制器（MCU）和外围IC（如传感器、ADC、DAC、移位寄存器、SRAM等）之间使用较广泛的接口之一。SPI是一种同步、全双工、主从式接口。来自主机或者从机的数据在时钟上升沿或下降沿同步。主机和从机可以同时传输数据。SPI接口可以是三线式或者4线式。本文主要介绍4线式SPI接口。
图1 SPI总线：单一主机对单一从机模式 4线SPI总线有四个信号： 时钟（SPI CLK,SCLK）。 片选（CS）。 主机输出、从机输入（MOSI）。 主机输入、从机输出（MISO）。 产生时钟信号的器件称为主机（MCU）。主机和从机之间传输的数据与主机产生的时钟同步。SPI接口只能有一个主机，但可以有多个从机。
图2 SPI总线：单一主机对多从机模式（2个从机） 来自主机的片选信号用于选择从机。这通常是一个低电平有效的信号，拉高时，从机与主机断开连接。当使用多个从机时，主机需要为每个从机提供单独的片选信号。MOSI和MISO是数据线。MOSI将数据从主机发送到从机，MISO将数据从从机发送到主机，实现主机和从机的数据交互。 2、 数据传输 要开始SPI通信，主机通过使能CS信号选择从机，发送时钟信号。片选（CS）一般是低电平有效信号。因此，主机必须在该信号上发送逻辑“0”以选择从机。SPI是全双工通信接口，主机和从机可以分别通过MOSI和MISO线路发送和接收数据（数据交互）。在SPI通信期间，数据的发送（串行移出到MOSI/MISO）和接收（MISO/MOSI）可以同时进行。串行时钟沿同步数据的移位和采样。SPI接口允许用户灵活选择上升沿或者下降沿采样（读操作，输入）或者移位（写操作，输出）。读、写操作字节都是从最高位（MSB）开始的。
图3 SPI通信读、写的bit顺序 3 、时钟极性（clock polarity,CPOL）与时钟相位(clock phase,CPHA) 在SPI通信接口中，主机可以选择时钟极性和时钟相位。空闲状态就是片选（CS）无效时的状态。在空闲状态期间，CPOL位设置时钟信号（SCLK）的极性。
表1 CPOL极性规定 CPHA位选择时钟相位，规定主机采样数据时的时钟边沿，包括第一个跳变沿和第二个跳变沿。
表2 CPHA极性规定 根据CPOL位和CPHA位的不同组合，有四种SPI模式可用。
表3 CPOL位和CPHA位的不同组合条件下的SPI模式
图4 CPOL和CPHA时序关系 主机在与采用SPI通信接口的从机（ADC(xpt2046)）数据交互过程中，要严格按照从机的时序要求进行读写操作，且从机的SPI通信时序变体很多，具体有从机采用只读模式、从机采用只写模式、先写后读模式、数据位数不同等配置非常灵活。并不是只有图4中的模式类别，具体读/写操作要参考从机的数据手册。 4 、读写操作（代码实现） 4.1、 写（主机在上升沿往从机写1byte数据）： 4.2 、读（主机在时钟的下降沿从从机读取一个字节的数据） 5 、例子 5.1、 ADC(XPT2046 Vbat) 
图5 ADC(XPT2046 Vbat)时序（12bit） 控制字节的具体含义见xpt2046数据手册。 代码实现： 6 、注意事项 ①缺乏数据接收确认机制。 ②单主机。 ③xpt2046进行ADC时，要配置成低功耗模式（PD1=0,PD0=0），不然ADC结果不准，至于为什么，不清楚。 参考文献： 1.https://aticleworld.com/spi-communication-protocol/ 2.https://www.analog.com/cn/analog-dialogue/articles/introduction-to-spi-interface.html 本人水平有限，如有错误，望大佬多多指教。非常感谢。
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