SPI全称是Serial Perripheral Interface，也就是串行外围设备接口。SPI是Motorola公司推出的一种同步串行接口技术，是一种高速，全双工的同步通信总线。SPI时钟频率相比IIC要高很多，最高可以工作在上百MHZ。
SPI以主从方式工作，通常是有一个主设备和一个或多个从设备，一般SPI需要4根线，但是也可以使用三根线(单向传输)，这四根线如下：
1，CS/SS，Slave Select/Chip Select，这个是片选信号线，用于选择需要进行通信的从设备。IIC主机是通过发送从机设备地址来选择需要进行通信的从机设备的，而SPI主机不需要发送从机设备地址，直接将相应的从机设备片选信号拉低即可。
2，SCK，Serial Clock，串行时钟，和IIC的SCL一样，为SPI通信提供时钟。
3，MOSI/SDO，Master Out Slave In/Serial Data Output，简称主出从入信号线，这根数据线只能用于主机向从机发送数据，也就是主机输出，从机输入。
4，MISO/SDI，Master In Slave Out/Serial Data Input，简称主入从出信号线，这根数据线只能用户从机向主机发送数据，也就是主机输入，从机输出。
SPI通信都是由主机发起的，主机需要提供通信的时钟信号。主机通过SPI线连接多个从设备的结构如下图：
看一下SPI的内部简明图，如下：
从图上可以看出，主机和从机都有一个串行移位寄存器，主机通过向它的SPI串行寄存器写入一个字节来发起一次传输。寄存器MOSI信号线将字节传给从机，从机也将自己的移位寄存器中的内容通过MISO信号线返回给主机。这样，两个移位寄存器中的内容就被交换。外设的写操作和读操作是同步完成的。如果只进行写操作，主机只需要忽略接收到的字节；反之，若主机要读取从机的一个字节，就必须发送一个空字节来引发从机的传输。
一般CPU/MPU的SPI接口有以下特点：
·可以同时发出和接收串行数据；
·可以当作主机或从机工作；
·提供频率可编程时钟；
·发送结束中断标志；
·写冲突保护；
·总线竞争保护等。
SPI有四种工作模式，通过串行时钟极性(CPOL)和相位(CPHA)的搭配来得到四种工作模式:
1，CPOL=0，串行时钟空闲状态为低电平。
2，CPOL=1，串行时钟空闲状态为高电平，此时可以通过配置时钟相位(CPHA)来选择具体的传输协议。
3，CPHA=0，串行时钟的第一个跳变沿(上升沿或下降沿)采集数据。
4，CPHA=1，串行时钟的第二个跳变沿(上升沿或下降沿)采集数据。
这四种工作模式如下图：
和IIC一样，SPI也是有时序图的，以CPOL=0，CPHA=0这个工作模式为例，SPI进行全双工通信的时序如下图：
可以看出SPI的时序图很简单，不像IIC那样还要分为读时序和写时序，因为SPI是全双工的，所以读时序和写时序可以一起完成。上图中，CS片选信号拉低，选中要通信的从设备，然后通过MOSI和MISO这两根数据线进行收发数据，MOSI数据线发出了0XD2这个数据给从设备，同时从设备也通过MISO线给主设备返回了0X66这个数据。这就是SPI的时序图。
