前言：

本文是根據嗶哩嗶哩網站上“正點原子[第二期]Linux之ARM（MX6U）裸機篇”視頻的學習筆記，在這里會記錄下正點原子 I.MX6ULL 開發板的配套視頻教程所作的實驗和學習筆記內容。本文大量引用了正點原子教學視頻和鏈接中的內容。

引用：

正點原子IMX6U倉庫 (GuangzhouXingyi) - Gitee.com

《【正點原子】I.MX6U嵌入式Linux驅動開發指南V1.5.2.pdf》

正點原子資料下載中心 — 正點原子資料下載中心 1.0.0 文檔

SPI學習參考資料：

簡述SPI通信協議-01_cpha選擇為第一個邊沿-CSDN博客

SPI中的CPHA,CPOL詳解-CSDN博客

正文：

本文是 “正點原子[第二期]Linux之ARM（MX6U）裸機篇--第24講 SPI驅動。本節將參考正點原子的視頻教程第24講和配套的正點原子開發指南文檔進行學習。

0. 概述

通I2C一樣，SPI是很常用的通信接口，也可以通過SPI來連接眾多的傳感器。相比I2C接口，SPI接口的通信速度很快，I2C最多400KHz，但是SPI可以到達即使MHz。I.MX6U 也有4個SPI接口，可以通過這4個SPI接口來連接一些SPI外設。I.MX6U-ALHPA使用SPI3接口連接了一個6周傳感器 ICM-20608，本章我們就來學習如何使用I.MX6U的SPI接口來驅動ICM-20608，讀取ICM-20608的六軸數據。

1. SPI簡介

上一章我們講解了I2C，I2C是串行通信的一種，只需要兩根線就可以完成主機和從機之間的通信，但是I2C的速度最高只能到400KHz，如果對于訪問速度要求比較高的話I2C就不適合了。本章我們就來學習另外一個和I2C一樣廣泛使用的串行協議：SPI，SPI的全稱是 Serial Peripheral Interface，也就是串行外圍設備接口。SPI是Motorola公司推出的一種同步串行接口技術，是一種高速，全雙工的同步通信協議，SPI時鐘頻率相比I2C要高很多，最高可以工作到上百Mhz。SPI以主從方式工作，通常是有一個主設備和一個或多個從設備，一般SPI需要4根線，但是也可以使用三根線（單向傳輸），本章我們講解標準的4線SPI，這4根線如下：

1. CS/SS, Chip Select/Slave Select，這個是片選信號線，用于選擇需要進行通信的從設備。I2C主機是通過發送從機設備地址來選擇需要進行通信的從設備的，SPI主機不需要發送從機設備地址，而是直接將相應的從機設備片選信號拉低。
2. SCK，Serial Clock，串行時鐘，和I2C的SCL一樣，為SPI通信提供時鐘。
3. MOSI/SDO，Master Out Slave In/Serial Data Output，簡稱主出從入線，這根數據線只能用戶主機向從機發送數據，也就是主機輸出，從機輸入。
4. MISO/SDI，Master In Slave Out/Serial Data Input，簡稱主入從出線，這根數據線只能用于從機向主機發送數據，也就是主機輸入，從機輸出。

SPI 通信都是由主機發起的，主機需要提供通信的時鐘信號。主機通過SPI線連接多個從設備的結構如下圖所示：

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1.1 SPI工作模式

SPI由四種工作模式，通過串行時鐘極性（CPOL: Clock Polity）和相位（CPHA：Clock Phase）的搭配來得到四種工作模式：

值	描述
CPOL=0	串行時鐘空閑狀態為低電平
CPOL=1	串行時鐘空閑狀態為高電平 此時可以通過配置時鐘相位CPHA（Clock Phase）來選擇具體的傳輸協議
CPHA=0	串行時鐘的第一個跳變沿（上升沿或下降沿）來采集數據
CPHA=1	串行時鐘的第二個跳變沿（上升沿或下降沿）來采集數據

這四種工作模式如下圖所示：

1.2 什么是SPI的 CPHA 第一個上升沿，第二個上升沿？

SPI協議的CPHA（Clock Phase）相位決定是在第一個跳變沿還是在第二個跳變沿采集數據，那么什么時第一個跳變沿，什么又是第二個跳變沿哪？問下"百度AI助手好了"，結果輸出如下：

但是，百度AI助手大模型這里總結提煉的東西大部分是正確，但是中間的CPOL(Clock Polarity)和CPHA(Clock Phase)組合之后的采集沿是在第一個跳變沿采集還是在第二個跳變沿采集，百度AI助手大模型搞錯了。這就是AI大模型助手的問題，有時間會給出看似正確但是實際上細節錯誤的東西。

不過這些百度AI助手提取出來的信息對于我來講還是有效的，第一它給出了一些SPI CPOL(Clock Polarity)和CPHA(Clock Phase)的組合概念提煉，第二它給出了引用鏈接來源，我去讀一下它的引用鏈接不就能得到有用信息了么，贊。

把百度AI助手提供的有用信息總結一下就是：

SPI協議中的CPHA（Clock Phase）決定了數據傳輸采樣和移位方式，具體涉及到時鐘信號的跳變沿。在一個時鐘周期內，會有兩次跳變沿：上升沿（從低電平到高電平的變化）和下降沿（從高電平到低電平的變化）。

• 當CPHA=0時，表示數據在使用信號的第一個跳變沿（即上升沿或下降沿，具體取決于CPOL的設置）進行采樣。
• 當CPHA=1時，表示數據在時鐘信號的第二個跳變邊沿進行采樣。

結合CPOL（Clock Polarity）的設置，可以形成SPI的四種工作模式：

1. Mode0 (CPOL=0, CPHA=0)：數據在時鐘的第一個跳變沿采樣，因為CPOL=0 低電平表示空閑Idle，所以第一個跳變沿是上升沿（由低到高）采樣。
2. Mode1 (CPOL=0, CPHA=1)：數據在時鐘的第二個跳變沿采樣，因為CPOL=0 低電平表示空閑Idle，所以第二個跳變沿是下降沿（由高到低）采樣。
3. Mode2 (CPOL=1, CPHA=0)：數據在時鐘的第一個跳變沿采樣，因為CPOL=1?高電平表示空閑Idle，所以第一個跳變沿是下降沿（由高到低）采樣。
4. Mode3(CPOL=1, CPHA=1)：數據在時鐘的第二個跳變沿采樣，因為CPOL=1?高電平表示空閑Idle，所以第二個跳變沿是上升沿（由低到高）采樣。

參考如下鏈接里的博文，給出了總結的圖片，圖片總結的很完備了

SPI中的CPHA,CPOL詳解-CSDN博客

我自己對SPI上升沿下降沿的理解，自己畫的圖：