SPI总线传输的4种模式

概述

在芯片的资料上，有两个非常特殊的寄存器配置位，分别是 CPOL （Clock POlarity）和 CPHA （Clock PHAse）。

CPOL配置SPI总线的极性
CPHA配置SPI总线的相位

极性和相位，这么专业的名词，非常难理解。我们不妨从时序图入手，了解极性和相位的效果。

SPI总线的极性

极性，会直接影响SPI总线空闲时的时钟信号是高电平还是低电平。

CPOL = 1：表示空闲时是高电平
CPOL = 0：表示空闲时是低电平

由于数据传输往往是从跳变沿开始的，也就表示开始传输数据的时候，是下降沿还是上升沿。

如下图：

SPI总线的相位

一个时钟周期会有2个跳变沿。而相位，直接决定SPI总线从那个跳变沿开始采样数据。

CPHA = 0：表示从第一个跳变沿开始采样
CPHA = 1：表示从第二个跳变沿开始采样

不多说，直接上图：

至于跳变沿究竟是上升沿还是下降沿，这取决于 CPOL。记住， CPHA 只决定是哪个跳变沿采样。

4种模式

CPOL 和 CPHA 的不同组合，形成了SPI总线的不同模式。

mode	CPOL	CPHA
mode 0	0	0
mode 1	0	1
mode 2	1	0
mode 3	1	1

模式0 (CPOL=0; CPHA=0)

特性：

CPOL = 0：空闲时是低电平，第1个跳变沿是上升沿，第2个跳变沿是下降沿
CPHA = 0：数据在第1个跳变沿（上升沿）采样

效果图：

模式1 (CPOL=0; CPHA=1)

特性：

CPOL = 0：空闲时是低电平，第1个跳变沿是上升沿，第2个跳变沿是下降沿
CPHA = 1：数据在第2个跳变沿（下降沿）采样

效果图：

模式2 (CPOL=1; CPHA=0)

特性：

CPOL = 1：空闲时是高电平，第1个跳变沿是下降沿，第2个跳变沿是上升沿
CPHA = 0：数据在第1个跳变沿（下降沿）采样

效果图：

模式3 (CPOL=1; CPHA=1)

特性：

CPOL = 1：空闲时是高电平，第1个跳变沿是下降沿，第2个跳变沿是上升沿
CPHA = 1：数据在第2个跳变沿（上升沿）采样

效果图：