SPI(Serial Peripheral Interface)總線是一種高速、串行、全雙工通信總線，由Motorola公司設計並推廣。
優點是支持全雙工通信，傳輸速率快，SCLK時鍾頻率最高可以達到50MHz左右。
缺點是沒有流控制機制，不像I2C有應答機制，也不像UART有數據幀校驗機制。
總線引腳
SPI總線以主從方式工作，支持多主多從、單主多從、單主單從模式，擁有四個信號線：
MISO – Master Input Slave Output,主設備數據輸入，從設備數據輸出；
MOSI – Master Output Slave Input，主設備數據輸出，從設備數據輸入；
SCLK – Serial Clock，時鍾信號，由主設備產生；
需要注意的是，SCLK只有在數據傳輸的過程中產生時鍾周期，不進行數據傳輸時保持高電平或者低電平；
CS – Chip Select，從設備使能信號，由主設備控制。
其中CS信號線主要用於片選，實際通信使用MISO/MOSI/SCLK三根信號線。
單主單從模式如下：
單主多從模式如下：（每個SPI設備由一根獨立的CS片選信號進行片選）
總線時序
根據CPOL（時鍾極性）和CPHA（時鍾相位）的組合區分，SPI總線時序有四種模式。SPI通信的雙方必須同時工作在其中一種模式下，往往是主控制器匹配SPI設備的工作模式。
Mode0：CPOL=0，CPHA=0
Mode1：CPOL=0，CPHA=1
Mode2：CPOL=1，CPHA=0
Mode3：CPOL=1，CPHA=1
其中SPI 0和SPI 3兩種模式最常用。
CPOL用來控制SCLK信號的Active狀態是高電平還是低電平。
0 - SCLK高電平為Active狀態
1 - SCLK低電平為Active狀態
CPHA用來控制MOSI和MISO在第幾個SCLK邊沿進行數據采樣。
0 - 第一個SCLK邊沿采樣，第二個邊沿發送
1 - 第一個SCLK邊沿發送，第二個邊沿采樣
總結：
SPI總線協議本身並不復雜，這就意味着復雜性在SPI設備驅動的軟件編碼上，具體體現在：
1）SPI總線協議沒有數據校驗機制，因此，必須根據SPI設備支持的SCLK時鍾頻率范圍設置SPI時鍾頻率，實際應用中，可能會碰到示波器量時序信號沒問題，但是SPI設備不回復數據或者回復數據錯誤的情況，大概率就是因為時鍾頻率不滿足SPI設備要求導致的；
2）SPI控制器的發送是直接將數據寫入一個移位寄存器中，該移位寄存器跟隨SCLK時鍾發送數據；SPI控制器的接收與發送同步進行，也就是說發送數據的同時，也在接收數據，而接收數據是寫入一個緩存寄存器中，如果緩存寄存器的值不及時讀取的話，后續接收的數據會直接丟棄而不是覆蓋到該緩存寄存器中，因此，每一次寫數據之后，一定要讀取數據，即使讀取的數據無意義。
3）SPI設備往往不會主動發送數據，而是被動應答；而SPI總線只有在主機發送數據的時候才會產生SCLK時鍾周期信號，因此，往往讀數據時，需要主機往SPI總線上發送任意數據；
4）SPI設備往往需要特定的時序進行操作，而不能像RAM一樣隨機讀寫，比如MMC/SDCard；