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Controller，泛指SPI設備里面的控制寄存器，可以通過(guò)配置它們來(lái)設置SPI總線(xiàn)的傳輸模式。

通常情況下，我們只需要對上圖所描述的四個(gè)管腳(pin)進(jìn)行編程即可控制整個(gè)SPI設備之間的數據通信:

SCK，SerialClock，主要的作用是Master設備往Slave設備傳輸時(shí)鐘信號，控制數據交換的時(shí)機以及速率；

SS/CS，SlaveSelect/ChipSelect，用于Master設備片選Slave設備，使被選中的Slave設備能夠被Master設備所訪(fǎng)問(wèn)；

SDO/MOSI，SerialDataOutput/MasterOutSlaveIn，在Master上面也被稱(chēng)為T(mén)x-Channel，作為數據的出口，主要用于SPI設備發(fā)送數據；

SDI/MISO，SerialDataInput/MasterInSlaveOut，在Master上面也被稱(chēng)為Rx-Channel，作為數據的入口，主要用于SPI設備接收數據；

SPI設備在進(jìn)行通信的過(guò)程中，Master設備和Slave設備之間會(huì )產(chǎn)生一個(gè)數據鏈路回環(huán)(DataLoop)，就像上圖所畫(huà)的那樣，通過(guò)SDO和SDI管腳，SSPSR控制數據移入移出SSPBUF，Controller確定SPI總線(xiàn)的通信模式，SCK傳輸時(shí)鐘信號。

2、Timing.

上圖通過(guò)Master設備與Slave設備之間交換1Byte數據來(lái)說(shuō)明SPI協(xié)議的工作機制。

首先，在這里解釋一下兩個(gè)概念：

CPOL：時(shí)鐘極性，表示SPI在空閑時(shí)，時(shí)鐘信號是高電平還是低電平。若CPOL被設為1，那么該設備在空閑時(shí)SCK管腳下的時(shí)鐘信號為高電平。當CPOL被設為0時(shí)則正好相反。

CPHA：時(shí)鐘相位，表示SPI設備是在SCK管腳上的時(shí)鐘信號變?yōu)樯仙貢r(shí)觸發(fā)數據采樣，還是在時(shí)鐘信號變?yōu)橄陆笛貢r(shí)觸發(fā)數據采樣。若CPHA被設置為1，則SPI設備在時(shí)鐘信號變?yōu)橄陆笛貢r(shí)觸發(fā)數據采樣，在上升沿時(shí)發(fā)送數據。當CPHA被設為0時(shí)也正好相反。

上圖里的'Mode1，1'說(shuō)明了本例所使用的SPI數據傳輸模式被設置成CPOL=1，CPHA=1.這樣，在一個(gè)Clock周期內，每個(gè)單獨的SPI設備都能以全雙工(Full-Duplex)的方式，同時(shí)發(fā)送和接收1bit數據，即相當于交換了1bit大小的數據.如果SPI總線(xiàn)的Channel-Width被設置成Byte，表示SPI總線(xiàn)上每次數據傳輸的最小單位為Byte，那么掛載在該SPI總線(xiàn)的設備每次數據傳輸的過(guò)程至少需要8個(gè)Clock周期(忽略設備的物理延遲).因此，SPI總線(xiàn)的頻率越快，Clock周期越短，則SPI設備間數據交換的速率就越快。

3、SSPSR.

SSPSR是SPI設備內部的移位寄存器(ShiftRegister)。它的主要作用是根據SPI時(shí)鐘信號狀態(tài)，往SSPBUF里移入或者移出數據，每次移動(dòng)的數據大小由Bus-Width以及Channel-Width所決定。

Bus-Width的作用是指定地址總線(xiàn)到Master設備之間數據傳輸的單位。

例如，我們想要往Master設備里面的SSPBUF寫(xiě)入16Byte大小的數據:首先，給Master設備的配置寄存器設置Bus-Width為Byte；然后往Master設備的Tx-Data移位寄存器在地址總線(xiàn)的入口寫(xiě)入數據，每次寫(xiě)入1Byte大小的數據(使用writeb函數)；寫(xiě)完1Byte數據之后，Master設備里面的Tx-Data移位寄存器會(huì )自動(dòng)把從地址總線(xiàn)傳來(lái)的1Byte數據移入SSPBUF里；上述動(dòng)作一共需要重復執行16次。

Channel-Width的作用是指定Master設備與Slave設備之間數據傳輸的單位.與Bus-Width相似，Master設備內部的移位寄存器會(huì )依據Channel-Width自動(dòng)地把數據從Master-SSPBUF里通過(guò)Master-SDO管腳搬運到Slave設備里的Slave-SDI引腳，Slave－SSPSR再把每次接收的數據移入Slave-SSPBUF里。

通常情況下，Bus-Width總是會(huì )大于或等于Channel-Width，這樣能保證不會(huì )出現因Master與Slave之間數據交換的頻率比地址總線(xiàn)與Master之間的數據交換頻率要快，導致SSPBUF里面存放的數據為無(wú)效數據這樣的情況。

4、SSPBUF.

我們知道，在每個(gè)時(shí)鐘周期內，Master與Slave之間交換的數據其實(shí)都是SPI
內部移位寄存器從SSPBUF里面拷貝的。我們可以通過(guò)往SSPBUF對應的寄存器(Tx-Data/Rx-Dataregister)里讀寫(xiě)數據，間接地操控SPI設備內部的SSPBUF。

例如，在發(fā)送數據之前，我們應該先往Master的Tx-Data寄存器寫(xiě)入將要發(fā)
送出去的數據，這些數據會(huì )被Master-SSPSR移位寄存器根據Bus-Width自動(dòng)移入Master-SSPBUF里，然后這些數據又會(huì )被Master-SSPSR根據Channel-Width從Master-SSPBUF中移出，通過(guò)Master-SDO管腳傳給Slave-SDI管腳，Slave-SSPSR則把從Slave-SDI接收到的數據移入Slave-SSPBUF里.與此同時(shí)，Slave-SSPBUF里面的數據根據每次接收數據的大小(Channel-Width)，通過(guò)Slave-SDO發(fā)往Master-SDI，Master-SSPSR再把從Master-SDI接收的數據移入Master-SSPBUF。在單次數據傳輸完成之后，用戶(hù)程序可以通過(guò)從Master設備的Rx-Data寄存器讀取Master設備數據交換得到的數據。

5、Controller.

Master設備里面的Controller主要通過(guò)時(shí)鐘信號(ClockSignal)以及片選信號(SlaveSelectSignal)來(lái)控制Slave設備。Slave設備會(huì )一直等待，直到接收到Master設備發(fā)過(guò)來(lái)的片選信號，然后根據時(shí)鐘信號來(lái)工作。

Master設備的片選操作必須由程序所實(shí)現。例如：由程序把SS/CS管腳的時(shí)鐘信號拉低電平，完成SPI設備數據通信的前期工作；當程序想讓SPI設備結束數據通信時(shí)，再把SS/CS管腳上的時(shí)鐘信號拉高電平。