串行通信SPI总线的详解分析
spi(serial peripheral interface)总线系统是一种同步串行外设接口，可以是mcu与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息，该接口一般使用4条线：串行时钟线（sclk）、主入从出数据线（miso）、主出从入数据线（mosi）和低电平有效的从机选择线（ss）;其主要特点包括：可以同时发出和接收船型数据；可以作为主机或从机工作；发送结束中断标志；写冲突保护和总线竞争保护。
spi总线架构示意图：
spi是一个环形总线结构，有ss、sck、sdi、sdo组成，在主设备和从设备之间进行双向传输，实现发送和接收数据，最高速率可达5mbps。由ss信号来选定主设备通信的从设备，在某时间点内主设备和从设备之间可以实现点对点通信，不需要进行寻址操作。spi共有4种工作模式，sp0、sp1、sp2、sp3，其中比较常用的是sp0、sp3。为了和外设进行数据交换，根据外设工作要求，其输出串行同步时钟极性和相位可以进行设置。
如果时钟极性cpol=0，则串行同步时钟的空闲状态为低电平；如果时钟极性cpol=1，则串行同步时钟的空闲状态为高电平。
如果时钟相位cpha=0，则在串行同步时钟的第一个跳变沿（上升或下降）数据被采样；如果时钟相位cpha=1，则在串行同步时钟的第二个跳变沿（上升或下降）数据被采样。spi主模块和与之通信的外设时钟相位和极性应该一致。
spi总线4中工作模式的sck示意：
spi主要工作时序是在sck的控制下，两个双向移位寄存器进行数据交换。
假设下面的8位寄存器装的是待发送的数据1010 1010，上升沿发送，下降沿接收，高位先发送。那么第一个上升沿来的时候数据将会是sdo=1,寄存器=0101 010x；下降沿到来的时候，sdi上的电平将锁存到寄存器中去，那么这时寄存器=0101 010sdi，这样在8个时钟脉冲以后，两个寄存器的内容相互交换一次，从而完成了一个spi时序。
硬件spi方式：
（1）写一个字节：
spi_writebyte(u8 data)
{
while（spi_i2s_getflagstatus(spi1,spi_i2s_flag_txe)==reset）;//等待发送缓冲区为空
spi_i2s_senddata(spi1,data);
while（spi_i2s_getflagstatus(spi1,spi_i2s_flag_rxne)==reset）;//等待接收到一个字节数据
spi_i2s_receivedata(spi1);
}
（2）读一个字节：
spi_readbyte(u8 data)
{
while（spi_i2s_getflagstatus(spi1,spi_i2s_flag_txe)==reset）;//等待发送缓冲区为空
spi_i2s_senddata(spi1,data);
while（spi_i2s_getflagstatus(spi1,spi_i2s_flag_rxne)==reset）;//等待接收到一个字节数据
return spi_i2s_receivedata(spi1);
}
解析：当不使用fifo时，只有一个中断，接收和发送共用一个，因为发送和接收是同时完成的：例如主机上升沿发送下降沿接收，那么从机就是上升沿接收下降沿发送，所以一串时钟之后，主机发送完了数据，从机也发送完了数据。
软件spi:
软件spi方式和硬件spi方式的区别：
1.硬件spi效率高些，编写程序时只需把要发送的数据写到寄存器中，硬件自动进行发送；软件spi需要根据时序实现时钟拉高拉低，串行数据输出等。
2.硬件spi必须要求处理器支持该功能；而软件spi不需要特定要求，一般的io口就可以使用
3.硬件spi传输速度可以达到3mbps，软件spi传输速度一般700k左右。
总结：在使用spi时，根据实际情况选择使用硬件spi，还是软件spi,注意在使用时确保时序的准确性。
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如果时钟极性cpol=0，则串行同步时钟的空闲状态为低电平；如果时钟极性cpol=1，则串行同步时钟的空闲状态为高电平。
如果时钟相位cpha=0，则在串行同步时钟的第一个跳变沿（上升或下降）数据被采样；如果时钟相位cpha=1，则在串行同步时钟的第二个跳变沿（上升或下降）数据被采样。spi主模块和与之通信的外设时钟相位和极性应该一致。
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spi主要工作时序是在sck的控制下，两个双向移位寄存器进行数据交换。
假设下面的8位寄存器装的是待发送的数据1010 1010，上升沿发送，下降沿接收，高位先发送。那么第一个上升沿来的时候数据将会是sdo=1,寄存器=0101 010x；下降沿到来的时候，sdi上的电平将锁存到寄存器中去，那么这时寄存器=0101 010sdi，这样在8个时钟脉冲以后，两个寄存器的内容相互交换一次，从而完成了一个spi时序。
硬件spi方式：
（1）写一个字节：
spi_writebyte(u8 data)
{
while（spi_i2s_getflagstatus(spi1,spi_i2s_flag_txe)==reset）;//等待发送缓冲区为空
spi_i2s_senddata(spi1,data);
while（spi_i2s_getflagstatus(spi1,spi_i2s_flag_rxne)==reset）;//等待接收到一个字节数据
spi_i2s_receivedata(spi1);
}
（2）读一个字节：
spi_readbyte(u8 data)
{
while（spi_i2s_getflagstatus(spi1,spi_i2s_flag_txe)==reset）;//等待发送缓冲区为空
spi_i2s_senddata(spi1,data);
while（spi_i2s_getflagstatus(spi1,spi_i2s_flag_rxne)==reset）;//等待接收到一个字节数据
return spi_i2s_receivedata(spi1);
}
解析：当不使用fifo时，只有一个中断，接收和发送共用一个，因为发送和接收是同时完成的：例如主机上升沿发送下降沿接收，那么从机就是上升沿接收下降沿发送，所以一串时钟之后，主机发送完了数据，从机也发送完了数据。
软件spi:
软件spi方式和硬件spi方式的区别：
1.硬件spi效率高些，编写程序时只需把要发送的数据写到寄存器中，硬件自动进行发送；软件spi需要根据时序实现时钟拉高拉低，串行数据输出等。
2.硬件spi必须要求处理器支持该功能；而软件spi不需要特定要求，一般的io口就可以使用
3.硬件spi传输速度可以达到3mbps，软件spi传输速度一般700k左右。
总结：在使用spi时，根据实际情况选择使用硬件spi，还是软件spi,注意在使用时确保时序的准确性。
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