SPI（Serial Peripheral Interface）是一种高速、全双工、同步的串行通信协议，主要用于微控制器（MCU）与外围设备之间的数据传输。其核心特点包括：

一、基本原理

主从式架构

SPI采用主从式通信模式，包含一个主设备（Master）和多个从设备（Slave）。主设备负责控制通信时序，通过片选信号（SS）选择从设备，通信以主设备发出时钟信号（SCK）同步。

数据传输方式

数据通过四根信号线传输：

MOSI（Master Out Slave In）：

主设备输出数据到从设备；

MISO（Master In Slave Out）：从设备输出数据到主设备；

SCK（Serial Clock）：同步时钟信号，主设备生成；

SS（Slave Select）：从设备选择信号，低电平激活从设备。

二、核心特点

全双工通信

支持主设备和从设备同时进行数据传输，提高通信效率。

高速传输能力

传输速率可达几MHz，适用于需要快速数据交换的场景。

简化布线

仅需4根线（MOSI、MISO、SCK、SS），节省PCB空间。

灵活的硬件扩展性

支持多设备连接，每个从设备通过独立的SS线与主设备通信。

三、应用场景

典型设备连接：

EEPROM、FLASH存储、ADC/DAC转换器、实时时钟（RTC）、传感器等；

系统优势：在需要高数据传输速率且设备数量适中的场景中表现突出。

四、通信流程示例

1. 主设备通过SS线拉低电平选择目标从设备；

2. 主设备发送时钟信号SCK，同步数据传输；

3. 从设备在时钟信号边沿接收数据并响应；

4. 通信结束后，主设备通过SS线拉高电平释放从设备。

通过以上机制，SPI实现了高效、灵活的短距离设备间数据交互，广泛应用于嵌入式系统中。