1. SPI相关理论

1.1 概述

spi是一种同步全双工串行总线，全称串行外围设备接口

通常SPI通过4个引脚与外部器件相连：
MISO：主设备输入/从设备输出引脚。该引脚在从模式下发送数据，在主模式下接收数据。

MOSI：主设备输出/从设备输入引脚。该引脚在主模式下发送数据，在从模式下接收数据。

SCK： 串口时钟，作为主设备的输出，从设备的输入。

CSN（NSS）： 从设备选择。这是一个可选的引脚，用来选择主/从设备。它的功能是用来作为“片选引脚”,让主设备可以单独地与特定从设备通讯，避免数据线上的冲突。从设备的CSN引脚可以由主设备的一个标准I/O引脚来驱动。

1.2 SPI通信过程分析

SPI通信中可作为从机也可以作为主机，这取决于硬件设计和软件设置。
当器件作为主机时，使用一个IO引脚拉低相应从机的选择引脚(CSN)，传输的起始由主机发送数据来启动，时钟(SCK)信号由主机产生。通过MOSI发送数据，同时通过MISO引脚接收从机发出的数据。

当器件作为从机时，传输在从机选择引脚(CSN)被主机拉低后开始，接收主机输出的时钟信号，在读取主机数据的同时通过MISO引脚输出数

1.3 SPI总线的数据传输方式

SPI总线数据传输时传输方式由两类不同的选择标准决定
    CPOL:时钟极性
        CPOL=1:SPI时钟线在空闲状态下为高电平
        CPOL=0:SPI时钟线在空闲状态下为低电平
    CPHA:时钟相位
        CPHA=0:在时钟的奇数边沿采样（读取数据），在偶数边沿触发(写入数据)
        CPHA=1:在时钟的偶数边沿采样（读取数据），在奇数边沿触发(写入数据)

CPOL=0，CPHA=0：此时空闲态时，SCLK处于低电平，数据采样是在上升沿，数据发送是在下降沿。

CPOL=1，CPHA=0：此时空闲态时，SCLK处于高电平，数据采集是在下降沿，数据发送是在上升沿。

CPOL=0，CPHA=1：此时空闲态时，SCLK处于低电平，数据采样是在下降沿，数据发送是在上升沿。

CPOL=1，CPHA=1：此时空闲态时，SCLK处于高电平，数据采集是在上升沿，数据发送是在下降沿。

2. SPI实验

 m74hc595工作原理