三線SPI詳解

一、SPI介紹

SPI （Serial Peripheral Interface）是一種同步數據傳輸總線，用於芯片間通信，它最初由Motorola公司提出，現已成為一種通用的、廣泛應用於串行數據通信的標準。SPI傳輸包含4根線，分別為SCLK、MOSI、MISO和SS，SS另外稱為片選(Low則選中對應設備，High則不選中)。它提供了全雙工、高速數據傳輸、簡單的硬件接口等優點，適用於外設快速數據傳輸。

二、三線SPI介紹

傳統的SPI通信需要至少四條線，但有些應用場景，如單片機和存儲芯片的交互，就產生了小型化和集成化要求，就出現了三線SPI。三線SPI和四線SPI最大的區別就是，去掉了從主機到從機的數據傳輸線 (MISO)。 在三線SPI中，MOSI 和 MISO兩根信號線在時間上復用，提高了芯片的集成度和信號傳輸速率，但犧牲了一部分功能。

三、三線SPI操作

和四線SPI的操作方式大致相似，但數據寫入方式有變化，如下：

void WriteByte_Spi3Wire(UINT8 dat)
{     
    unsigned char i = 0;

    for(i=0;i<8;i++)
    {        
        SCK = 0;        
        if(dat & 0x80)
        {            
            MOSI=1;
        }
        else
        {            
            MOSI=0; 
        }
        SCK=1;        
        dat <<= 1; 
    }     
    SCK = 0;
}

四、三線SPI使用注意事項

1.因為MOSI和MISO復用同一根線，因此兩路電平不能同時輸出。如果想要保證輸出與輸入不互相干擾，可以加一個雙向電平轉換芯片。

2.在三線SPI模式下，主機沒有辦法確定從機是否準備好，因此需要本身的延遲、嘗試、重發等方式進行判斷和處理。

3.由於SPI的數據傳輸模式為全雙工，因此從機發送給主機的數據在從機接收到的同時，主機也會發送給從機本身所需要的數據。 因此，從機必需消耗掉主機所傳送過來的數據，以避免數據的混淆。

五、三線SPI的應用

三線SPI的優點是結構簡單、適用性強、使用成本低，因此應用廣泛，特別適合於一些單片機和幾何傳感器之間的通信。典型的應用場景有存儲器存取、鍵盤掃描、馬達驅動、AD轉換等。