SPI通信简介
SPI（Serial Peripheral Interface）是由Motorola公司开发的一种通用数据总线。
四根通信线：SCK、MOSI、MISO、SS。
SCK（Serial Clock）、MOSI（Master Output Slave Input）、MISO（Master Input Slave Output）、SS（Slave Select）。
SCK又称SCLK、CLK、CK。MOSI和MISO又称DO和DI。SS（片选）又称NSS、CS。
同步，全双工 。同步时序肯定就有时钟线，所以SCK这个引脚是来提供时钟信号的，数据位的输出和输入都是在SCK的上升沿或下降沿进行的。 全双工是指数据发送和数据接收单独各占一条线，发送用发送的线路，接收用接收的线路，两者互不影响。
MOSI线：主机输出，从机输入。如果主机接在这条线上，就是MO，主机输出。如果是从机接在这条线上，就是SI，从机输入。
MISO线：主机输入，从机接收。如果主机接在这条线上，就是MI，主机输出。如果是从机接在这条线上，就是SO，从机输入。
SS线：从机选择线，有几个从机就开几条SS线，所有从机，一人一根。
总线挂载多设备（一主多从）。
SPI没有应答机制的设计，发送数据就发送，接收数据就接收，至于对面是不是存在，SPI是不管的。
SPI硬件电路
所有SPI设备的SCK、MOSI、MISO分别连在一起。
主机另外引出多条SS控制线，分别接到各从机的SS引脚。
输出引脚配置为推挽输出，输入引脚配置为浮空或上拉输入。
主机的SS线都是输出，从机的SS线都是输入。SS线是低电平有效，主机想指定谁，就把对应的SS输出线置低电平有效就行了。
移位示意图
我们看图可以知道，SPI的主机和从机的移位寄存器都有一个时钟输入端。
SPI一般是高位先行，每来一个时钟，移位寄存器就会向左移动。
移位器的时钟源，是由主机提供的，这里叫做波特率发生器。它产生的时钟驱动主机的移位寄存器进行移位，同时，这个时钟也通过SCK引脚进行输出，接到从机的移位寄存器里 。
这两个移位寄存器就可以实现主机和从机的一个字节的数据交换，SPI运行的过程这样，SPI的数据收发，都是基于字节交换这个基本单元来进行的，当主机需要发送一个字节，并且同时需要接收一个和字节时，就可以执行字节交换的时序。
那如果只想要发送，不想要接收怎么办呢？
很简单，如果你只想要发送，不想要接收，也是按照这个逻辑，只不过从机发送来的数据你不用看就行了；
同理，如果你只想要接收，不想要发送，那就给从机随便发送个数据，把移位寄存器的数据替换过来就行了，同样，从机也不会看你随便发送的这个数据（一般是0X00或者0XFF）。
SPI时序基本单元
起始条件：SS从高电平切换到低电平。
终止条件：SS从低电平切换到高电平。
数据传输的基本单元：基本单元是建立在刚才的移位示意图上。
并且这个基本单元，什么时候开始移位？是上升沿移位还是下降沿移位？SPI并没有限定死，给了我们可以配置的选择，这样我们就可以兼容更多的芯片。
SPI有两个可以配置的位，分别是：CPOL(Clock Polarity)时钟极性、CPHA（Clock Phase）时钟相位。每一位可以配置为1或0，总共组合起来就有4种模式，分别是模式0、1、2、3这四种模式。模式虽然多，但是功能都是一样的。在实际使用的时候，我们学习一种就可以了。
模式1
模式1是和我们的移位示意图是对应的，这个时序的基本功能是交换一个字节。
CPOL=0：空闲状态时，SCK为低电平；
CPHA=1：SCK第一个边沿移出数据，第二个边沿移入数据。
MISO是主机输入，从机输出；因为有多个从机输出是连在了同一条线上，如果同时开启输出，会造成冲突，为了防止冲突，在SS未被选中时，从机的MISO引脚必须关断输出，即配置输出为高阻态。
模式0（?）
模式0和模式1的区别，就是模式0的数据移出移入的时机会提前半个时钟，也就是相位提前了。
CPOL=0：空闲状态时，SCK为低电平。
CPHA=0：SCK第一个边沿移入数据，第二个边沿移出数据。
相较于模式1，模式0在第一个边沿就要移入数据，但数据总得先移出再移入，所以提前了半个时钟用来移出数据。
在传输一个字节的过程中，SCK最终会在第8个上升沿时，B0位（最低位）移入完成，整个字节交换完成。之后SCK还有一个下降沿，如果主机只需要交换一个字节就结束，那在这个下降沿时，MOSI可以置回默认电平，或者不去管它，MISO也会变化一次，这变化的一次实际上就是下一个字节的B7位（最高位），因为相位提前了，所以下一个字节的B7会露头，如果不需要的话，SS上升沿之后，从机MISO置回高阻态，这时交换一个字节就结束。
模式2
模式2和模式0的区别就是，模式2的SCK的极性取反一下。
CPOL=1：空闲状态时，SCK为高电平。
CPHA=0：SCK第一个边沿移入数据，第二个边沿移出数据。
模式3
模式3和模式1的区别就是，模式3的SCK的极性取反一下。
CPOL=1：空闲状态时，SCK为高电平。
CPHA=1：SCK第一个边沿移出数据，第二个边沿移入数据。
SPI指令
在SPI中，通常采用的是指令码加读写数据的模型：
SPI起始后，第一个交换发送给从机的数据，一般叫做指令码，在从机中，对应的会定义一个指令集，当我们需要发送什么指令时，就可以在起始后第一个字节，发送指令集里面的数据，这样就能指导从机完成相应的功能了。不同的指令，可以有不同的数据个数，有的指令只需要一个字节的指令码就可以完成，比如W25Q64的写使能、写失能等指令；而有的指令，后面就需要再跟要读写的数据，比如W25Q64的写数据、读数据等。
下面使用W25Q64进行举例：
发送指令
这里使用的是模式0。
向SS指定的设备，发送指令（0x06）写使能。
指定地址写指令
向SS指定的设备，发送写指令（0x02）， 随后在指定地址（Address[23:0]）下，写入指定数据（Data）。
因为W25Q64芯片有8M字节的存储空间，一个字节的8位地址肯定不够，所以这里的地址是24位的，分3个字节传输。
指定地址读指令
向SS指定的设备，发送读指令（0x03）， 随后在指定地址（Address[23:0]）下，读取从机数据（Data）。
