SPI总线系统可直接与各个厂家生产的多种标准外围器件直接接口。SPI接口以主从方式工作。这种模式通常有一个主器件和一个或多个从设备。接口使用4条线：串行时钟线（SCLK）、主机输入／从机输出数据线（MISO）、主机输出／从机输入数据线（MOSI）和低电平有效的从机选择线（
）。其接口传输的信号包括以下四种信号：
·MOSI：主设备数据输出，从设备数据输入。
·MISO：主设备数据输入，从设备数据输出。
·SCLK：时钟信号，由主设备产生，有些资料使用SCK表示，SCK等同于SCLK。
·
：从设备使能信号，由主设备控制，有些资料使用SSEL、NSS表示，SSEL、NSS等同于
。
图9-1 SPI点对点通信(www.xing528.com)
图9-1与图9-2分别为SPI的点对点通信接口与SPI的多机通信接口的电路接法。在点对点通信中，SPI接口不需要进行寻址操作，显得简单高效，甚至可以不使用
引脚连接，直接将从设备的
引脚接地即可，主、从设备只需SCLK、MOSI、MISO三根数据线与GND共地即可。
在多个从设备的系统中，其原理是主设备分别控制每个从设备的使能，要与哪个从设备通信，就使能哪个从设备。因此，每个从器件需要独立的使能信号，如图9-2所示。当主设备要与某个从设备通信时，主设备必须先将其使能信号置0（低电平有效），其他设备的使能信号置1，完成与该从设备的点对点通信，相当于分时使用SCLK、MOSI、MISO总线。由此可见，从设备多的时候，主设备需要相应更多的使能控制线，通信效率也不高，因此SPI一般使用在点对点的高速设备当中。
图9-2 SPI多从设备通信拓扑图
SPI实际上就是一个同步的串行通信接口。以点对点为例，主机和从机都有一个高速移位寄存器，而且数据移动的方向是固定的，如图9-3所示，在主设备产生的脉冲与从设备使能信号下，按位传输，高位在前，低位在后，一个脉冲传递一位数。
图9-3 SPI简化模型的寄存器
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