SPI
一、SPI簡介
SPI（Serial Peripheral Interface ）是串行外圍接口設備，是一種高速的，全雙工，同步的通信總線，並且在芯片上只占用四根線，節約了芯片的管腳，同時為PCB的布局上節省空間，提供方便，正是處於這種簡單易用的特性，現在越來越多的芯片集成了這種協議。
SPI 是一個環形總線結構，由 ss(cs)、 sck、 sdi、 sdo 構成，其時序其實很簡單，主要是在 sck 的控制下，兩個雙向移位寄存器進行數據交換。
因為是全雙工同步通信，所以在傳輸數據時，左邊主機的數據從移位寄存器進入MOSI線上進入右邊的從機，並存入最低位，同時從機的最高位通過MISO傳輸到主機的最低位，當第二位數據進行發送時，最低位的數據會向左移一位並將新數據存入最低位。
二、通信協議
1、物理層
motorola公司 首先提出的全雙工三線同步串行外圍接口，采用主從模式（ Master Slave）架構；支持多 slave 模式應用，一般僅支持單Master（單主機模式）。
管腳
三線SPI：SCLK(時鍾線)，MISO（主機接收從機發送），MOSI（主機發送從機接收）
四線SPI：CS（片選線），SCLK，MISO，MOSI
片選：被選，確定該設備處於何種工作模式
連接方式
2、數據鏈路層
SPI采用位協議，------高位在前，低位在后
SPI有四種工作模式，SPI0 SPI1 SPI2 SPI3
SPI 模塊為了和外設進行數據交換，根據外設工作要求，其輸出串行同步時鍾極性和相位可以進行配置，時鍾極性(CPOL)對傳輸協
議沒有重大的影響。如果 CPOL=0，串行同步時鍾的空閑狀態為低電平；如果 CPOL=1，串行同步時鍾的空閑狀態為高電平。時鍾相位(CPHA)
能夠配置用於選擇兩種不同的傳輸協議之一進行數據傳輸。如果 CPHA=0，在串行同步時鍾的第一個跳變沿(上升或下降)數據被采樣；如
果 CPHA=1，在串行同步時鍾的第二個跳變沿(上升或下降)數據被采樣。 SPI 主模塊和與之通信的外設音時鍾相位和極性應該一致。
SPI 時序圖詳解---SPI 接口在模式 0 下輸出第一位數據的時刻
三、STM32中SPI控制器
數量：2個 SPI1 SPI2
特性：全雙工同步通信
8/16是傳輸幀選擇
主從結構
8個主模式波特率預分頻系數
主模式和從模式下均可以由軟件或硬件進行NSS管理
可編程的時鍾極性和相位
可編程的數據順序， MSB在前或LSB在前
四、配置工作模式
1、NSS管理
SPI可以工作為主機模式和從機模式，可以通過軟件模式和硬件模式進行管理。
SPI的NSS引腳分為內部引腳和外部引腳，當內部引腳檢測到高電平的時候，設備會工作在主機模式，檢測到低電平，工作在從機模式。
先說軟件模式，軟件模式可以通過SPI_CR1寄存器的SSM為進行設置，當SSM位為1時，SPI的模式管理為軟件管理模式，且當SSI位為1時（SSI位僅在SSM位為1時有效），內部的NSS會被驅動為高電平，該設備就設置為主機模式且外部NSS引腳會輸出一個低電平信號，當其他的設備檢測到低電平信號時，會自動進入從機模式。
硬件模式：
NSS輸出使能通過CR2的SSOE位進行控制，一旦該位被使能，NSS引腳作為一個輸出引腳，若SPI工作為主機模式，NSS會輸出一個低電平，當其他設備的NSS引腳接到主設備的引腳，會檢測到一個低電平，並會自動進入從設備狀態。當配置為主模式，NSS配置為輸入引腳，（MSTR=1，SSOE=0）時，如果NSS被拉低，則配置為主模式水白，會自動進入從工作模式。
若向通過硬件管理工作模式，只需將需要配置為主模式的NSS引腳接高電平，從模式的NSS接低電平即可。
更詳細的NSS工作模式介紹見：https://blog.csdn.net/andylauren/article/details/52259703
五、SPI配置過程
1、查看原理圖確定引腳，以及各個引腳的工作模式
這里spi的四個引腳分別對應pa4,pa5,pa6,pa7,SPI作為主機，MOSI，cs，clk應給配置為輸出模式，miso配置為輸入。
所以為了將SPI的功能復用到IO扣上，pa5，pa7要用作復用推挽輸出。（pa4為什么配置為通用推挽輸出現在我還沒弄明白，等明白了再改回來）
2、確定spi的時鍾相位以及時鍾極性等工作模式
因為時鍾相位和時鍾極性可以配置出4種spi的模式，而spi的工作模式與數據的采集以及輸出有關，所以我們這里要根據外設來確當spi的工作模式。
#include "spi.h"
void SPI_Config(void)
{
/*
pa4 sf cs 通用推挽輸出
pa5 sc clk 復用推挽輸出
pa6 miso 浮空輸入
pa7 mosi 復用推挽輸出
*/
//GPIO
GPIO_InitTypeDef GPIOInitStruct;
//SPI
SPI_InitTypeDef SPIInitStruct;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_SPI1,ENABLE);
//pa4 通用推挽輸出
GPIOInitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIOInitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;
GPIOInitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA,&GPIOInitStruct);
//pa5 pa7 復用推挽輸出
GPIOInitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIOInitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_7;
GPIO_Init(GPIOA,&GPIOInitStruct);
//pa6 浮空輸入
GPIOInitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIOInitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
GPIO_Init(GPIOA,&GPIOInitStruct);
//SPI
SPIInitStruct.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_2; //分頻
SPIInitStruct.SPI_CPHA = SPI_CPHA_1Edge; //時鍾相位
SPIInitStruct.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low; //時鍾極性
SPIInitStruct.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b; //數據寬度
SPIInitStruct.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex; //全雙工
SPIInitStruct.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB; //高位在前
SPIInitStruct.SPI_Mode = SPI_Mode_Master; //主機
SPIInitStruct.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft; //軟件模式
SPI_Init(SPI1,&SPIInitStruct);
//使能SPI
SPI_Cmd(SPI1,ENABLE);
}