spi及其接口设计
《串行外设接口SPI》课件
目录
• SPI接口概述 • SPI接口工作原理 • SPI接口硬件设计 • SPI接口软件编程 • SPI接口调试与测试 • SPI接口应用实例
01
SPI接口概述
SPI接口定义
SPI，全称为Serial Peripheral Interface，即串行外设接口，是
被片选的从设备的片选引脚。
04
SPI接口软件编程
SPI接口初始化设置
1 2 3
初始化流程
介绍SPI接口的初始化步骤，包括时钟配置、模 式选择、数据位宽、从设备选择等。
SPI模式选择
解释SPI的四种工作模式（模式0、模式1、模式2 、模式3）以及如何根据应用需求选择合适的模 式。
数据传输顺序
说明SPI数据传输的顺序，包括MSB（最高位） 和LSB（最低位）的顺序以及如何通过配置进行 更改。
一种同步串行通信协议。
它主要用于微控制器和外设之间 的通信，如EEPROM、ADC、
DAC等。
SPI接口通过四根线实现通信： SCK（串行时钟）、MOSI（主 设备输出/从设备输入）、MISO （主设备输入/从设备输出）和
NSS（片选）。
SPI接口特点
01
02
03
04
高速通信
SPI接口支持高速数据传输， 最高可达几十Mbps。
高速数据传输
SPI接口的数据传输速度较快，可以满足无线通信设备之间实时数据 传输的需求。
THANKS
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详细描述
在选择SPI接口芯片时，需要根据实际需求进行评估。例如，如果需要高速通信 ，可以选择具有高速模式的芯片；如果对功耗有严格要求，可以选择低功耗模式 的芯片。此外，还需要考虑芯片的供应商、价格等因素。
SPI及USB双通信接口的设计与实现
传感 器
前需要 。作 为记 录仪 与计算机或外 围设备 的信息交
换通道 ， 通信接 口具 有重要 的 意义。但是针 对数 据快 速读取和通信接 口更 加灵活 方 面的研究 ， 目前还 不够
模 拟调 理 电路
图 １ 示。 所
计 算机 具有 Ｓ Ｉ 口 Ｐ接 的外 围设 备
二 片
测试的一个组成部分 ， 它与其他测试组件 、 无线通信控制 组件以及主机之间的通信更加复杂 ， 这就对记 录仪提 出
了许多新的要求 ， 包括多种频率采样 、 多次触发 、 海量数据
存储 、 陕速读取和通信接口更加灵活等 。 数据 针 对多种 频率采样 、 多次触发 的要求 ， 设计 了一个 由复杂 可编程 逻 辑器 件 Ｃ Ｌ （ｏ ｐ ｘｐｏｒ ｍ ｂｅ Ｐ Ｄ ｃｍ ｌ ｒ ａ ａｌ ｅ ｇｍ ｌｇ ｅｉ ） ｏｉ ｄｖ ｅ 和单片 机构 成 的控制 电路 。随着 大容 ｃ ｃ
编程 逻辑 器件 （ Ｐ Ｄ 控 制 了信号 的有效 采集存 储 ， 片机 与 Ｕ Ｂ接 口芯片 配合则 实 现 了与 外 围器 件 的有效 通 信 。实 验证 明 ，Ｓ ＣＬ ） 而单 Ｓ ＵＢ
接 口可实 现数据 的快 速传 输 ；Ｐ 接 口可更方 便地 与 无线控 制及 多种 智能仪 器实 现对 接 。接 口兼 容将 是记 录仪 未来 的发 展方 向 。 ＳＩ 关键 词 ：存 储测 试 记 录仪 接 口通 信 单 片机 Ｕ Ｂ ＳＩ Ｓ Ｐ
ｃｍｐｅ ｒｇａ ｏ ｌｘｐｏｒｍｍａ ｌ ｌ ｉ ｄｖｃ Ｃ Ｌ ； ｎ ｆ ｃｉｅｃ ｍｍｕ ｉａｉｎｗｔ ｅｉｈ ｒｌ ｅ ｉｅ ｌｍｅ ｔｄｂ ｏ ｉａｉｎｏ ｉｇｅｃ ｉ ｂｅ ｏ ｃ ｅｉｅ（ Ｐ Ｄ） ａ ｄｅｆ ｔ ｏ ｇ ｅ ｖ ｎｃｔ ｉ ｐ ｒ ｅａ ｄ ｖｃｓｉ ｉ ｅ ｎｅ ｙｃｍｂｎ ｔ ｆｓ ｌ ｈｐ ｏ ｈ ｐ ｓ ｍｐ ｏ ｎ
单片机与外部设备的SPI接口设计与实现
单片机与外部设备的SPI接口设计与实现1.引言单片机与外部设备的通信是嵌入式系统设计中的重要环节。
SPI（Serial Peripheral Interface）是一种常用的串行通信协议，用于实现单片机与外设之间的数据传输。
本文将探讨单片机与外部设备之间的SPI接口设计与实现。
2.SPI接口简介SPI接口是一种同步的数据总线协议，通常由一个主设备和一个或多个从设备组成。
SPI接口包含四个信号线：时钟线（SCK）、主输出从输入线（MISO）、主输入从输出线（MOSI）和片选线（SS）。
通过时钟线的同步操作，主设备可以与从设备进行双向数据传输。
3.SPI接口的工作原理SPI接口的工作原理如下：首先，主设备通过片选线选择从设备，并将数据发送到MOSI线上；随后，主设备通过时钟线提供时钟信号，从而同步数据的传输；同时，从设备将数据通过MISO线发送给主设备；最后，主设备将片选线置高，表示数据传输结束。
4.SPI接口的硬件设计在实现SPI接口的硬件设计时，需要考虑以下几个方面：4.1 片选线的设计片选线的数量由从设备的数量决定。
如果只有一个从设备，可以直接连接到片选线上。
如果有多个从设备，需要使用多个片选线，并通过逻辑门进行选择。
4.2 时钟线的设计时钟线的频率由主设备的时钟频率决定。
需要根据从设备的要求，选择适当的时钟频率。
时钟频率过高可能导致数据传输出错，过低可能导致传输速度较慢。
4.3 数据线的设计数据线包括主输出从输入线（MISO）和主输入从输出线（MOSI）。
需要根据从设备的要求，确定数据线的数量和宽度。
通常，每个从设备都需要一个MISO线和一个MOSI线。
5.SPI接口的软件实现在单片机中实现SPI接口的软件需要编写相应的驱动程序。
以下是SPI接口软件实现的基本步骤：5.1 硬件初始化首先，需要初始化单片机的IO口，并设置片选线等相应的引脚。
5.2 时钟设置根据从设备的时钟要求，设置单片机相应的时钟频率。
基于FPGA的SPI配置接口设计
机 输入 ／从机输 出（ＭＩＳＯ）、主机 输 出 ／从机输 入 （ＭＯＳＩ）及 主 机 输 入 、从 机 输 出信 号 ，从 机 在 上 升 沿 （或 下 降 沿 ）通 过 该
定 稿 日期 ：２０１６—０７—１２
信号 线 发送数 据 给主 机 ，主 机在 下降 沿 （或上 升沿 ）通过 该
６４
计 算 机 与 网 络
基 于 ＦＰＧＡ 的 ＳＰＩ配置接 口设计
张华 亮 （中国 电子科技 集 团公 司第五 十四研 究所 ，河 北 石 家庄 ０５００８１）
１引 言
数 据 使 能 信 号 线 （ＣＳ）。实 际 应 用 中经 常 使 用 三 线 制 的 工 作 方 式进 行数据的单向传输 ，其典 型结构如图 １所示 。
接收 和 发送 数 据 ；② ＭＯＳＩ：主机 输 出 、从机 输入 信号 ，主机 ＳＰＩ总线以主从方式工作 ，这种模式通 常有一个主设备和 在上 升 沿 （或 下降 沿 ）通过 该信 号 线发送 数 据给 从机 ，从 机
一 个或 多个 从设备 ，通 常采用 四线制即 ：串行时钟 （ＳＣＫ）、主 在 下 降 沿 （或 上 升 沿 ）通 过 该 信 号 线 接 收 该 数 据 ；③ ＭＩＳＯ ：
协 议 ，使 用 ＦＰＧＡ 设 计 ＳＰＩ总 线 接 口具 有 应 用 灵 活 、高 速 、 易调 试和可 以灵活地 实现在 线配置等 优点 ，大 大地减 少了
四蛾 棚
图 １ ＳＰＩ总 线 典 型 原 理 框 图
２ ８ＰＩ总 线 工 作原 理
信号 线定 义 如下 ：① ＳＣＫ：同步时 钟信 号 ，用 来 同步 主 机和 从机 的数 据传 输 ，由主机 控制 输出 ，从机 在 ＳＣＫ的边 沿
ＳＰＩ（Ｓｅｒｉａｌ Ｐａｒａｌｌｅｌ Ｂｕｓ）总 线 是 一 种 同 步 串 行 数 据 标 准 接
全功能SPI接口的设计与实现
SPI 串行通信接口是一种常用的标准接口，由于其使用简单方便且节省系统资源，很多芯片都支持该接口，应用相当广泛[1]。
但是现有文献和设计多数仅实现了SPI 接口的基本发送和接收功能，对SPI 接口的时序控制没有进行深入的研究。
全功能SPI 接口应具有四种不同的时钟模式，以适应具有不同时序要求的从控制器。
文中主要研究SPI 接口的时钟时序，并用具体电路实现具有4种不同极性和相位的时钟，最后通过仿真验证和FPGA 验证[2]。
1SPI 控制器典型结构SPI 模块中的典型结构是用于通信的主从2个控制器之间的连接，如图1所示。
由串行时钟线（SPICLK ）、主机输入从机输出线（SPISOMI ）、主机输出从机输入线（SPISIMO ）、SPI 选通线（SPISTE ）4条线组成[3]。
当CPU 通过译码向主控制器写入要传输的数据时，主控制器通过串行时钟线来启动数据传输，将会在串行时钟线的一个边沿将数据移出移位寄存器，而在串行时钟的另一个边沿将数据锁存在移位寄存器中。
SPI 选通线是SPI 控制器的使能端，可以选择多个从机，实现一主多从的结构，只要SPI 选通信号将要选的从机处的选通信号变为低电平就能够连接成功。
2全功能SPI 控制器设计2.1SPI 控制器内部结构SPI 控制器的原理框图如图2所示，其中主要包括：1）SPI 控制器的内部寄存器SPI 操作控制寄存器（SPICTL ），SPI 状态寄存器（SPISTS ），SPI 波特率设计寄存器（SPIBRR ），SPI 接收缓冲寄存器图1SPI 主从连接Fig.1Master -slave link全功能SPI 接口的设计与实现辛晓宁，孙文强（沈阳工业大学研究生学院，辽宁沈阳110870）摘要：SPI （Serial Peripheral Interface ，串行外围接口）是Motorola 公司提出的外围接口协议，它采用一个串行、同步、全双工的通信方式，解决了微处理器和外设之间的串行通信问题，并且可以和多个外设直接通信，具有配置灵活，结构简单等优点。
基于FPGA的SPI串行外围接口接口设计本科毕业设计
武汉理工大学本科学生毕业设计（论文）开题报告目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (3)1.1课题研究背景 (3)1.2 SPI研究目的及意义 (4)1.3 本章小结 (4)2 SPI原理分析 (5)2.1 SPI介绍 (5)2.2 SPI工作模式 (6)2.3 SPI传输模式 (6)2.4 SPI协议 (7)2.5 本章小结 (8)3 方案论证 (10)3.1在51系列单片机系统中实现 (10)3.2 用可编程逻辑器件设计SPI (11)3.3 本章小结 (11)4 SPI的电路设计 (12)4.1 SPI设计系统的功能 (12)4.2 SPI各部分具体实现 (12)4.2.2 SPI系统中所用的寄存器 (13)4.2.3 SPI速率控制 (14)4.2.4 SPI控制状态机 (14)4.2.5 SPI程序设计流程图 (15)4.3 SPI仿真及开发板上调试验证分析 (16)4.3.1 仿真分析 (16)4.3.2开发板上调试 (18)4.4 本章小结 (20)5 论文总结 (21)致谢 (22)参考文献 (23)附录1 (24)附录2 (1)摘要随着专用集成电路（ASIC)设计技术的进步以及超大规模集成电路（VLSI)工艺技术的飞速发展，以及其价格的日益降低，采用FPGA编程的硬件电路来实现诸如SPI接口也日益切实可行，相对软件实现具有更好的优点。
SPI接口是一种常用的标准接口，由于其使用简单方便且节省系统资源，很多芯片都支持该接口，SPI接口主要应用在EEPROM，FLASH，实时时钟，AD转换器，还有数字信号处理器和数字信号解码器之间等等。
由于SPI接口是一种事实标准，并没有标准协议，大部分厂家都是参照Motorola的SPI接口定义来设计的，但正因为没有确切的版本协议，不同厂家产品的SPI接口在技术上存在一定的差别，容易引起歧义，有的甚至无法互联（需要用软件进行必要的修改）。
基于UVM的SPI接口IP核的设计与验证
基于UVM的SPI接口IP核的设计与验证SPI（Serial Peripheral Interface）是一种常用的串行外设接口，广泛应用于数字系统中。
为了实现SPI接口的功能，需要设计和验证相应的IP核。
本文将介绍基于UVM（Universal Verification Methodology）的SPI接口IP核的设计与验证。
首先，我们需要了解SPI接口的基本原理。
SPI接口由一个主设备和一个或多个从设备组成。
主设备通过时钟信号控制数据的传输，同时使用片选信号选择从设备。
主设备通过一个数据线发送数据，并通过另一个数据线接收从设备返回的数据。
SPI接口的主要特点是数据传输速度快、灵活性高，适用于多种外设连接。
在设计SPI接口的IP核时，我们需要考虑以下几个方面。
首先，IP核需要支持不同的SPI模式，包括不同的时钟极性和相位设置。
其次，IP核需要能够处理不同的数据位宽，并支持全双工和半双工传输模式。
此外，IP核还需要支持多个从设备的片选信号，并能够处理中断请求。
为了验证SPI接口的IP核，我们采用了UVM方法。
UVM 是一种基于SystemVerilog的验证方法学，提供了一套丰富的验证库和方法。
我们可以利用UVM提供的功能，建立一个完整的验证环境，并编写验证测试用例。
在验证SPI接口的IP核时，我们需要分别验证其主设备和从设备的功能。
对于主设备，我们可以编写测试用例来验证其发送数据的正确性、时序和时钟控制的准确性。
对于从设备，我们可以编写测试用例来验证其接收数据的正确性和片选信号的选择准确性。
通过使用UVM方法，我们可以模拟SPI接口的IP核，并在仿真平台上验证其功能和性能。
通过编写一系列的测试用例，我们可以确保IP核在不同的工作场景下都能正常工作。
综上所述，本文介绍了基于UVM的SPI接口IP核的设计与验证。
通过设计一个支持多种模式、不同数据位宽和多个从设备的IP核，并利用UVM方法进行验证，我们可以确保IP核在实际应用中的正确性和可靠性。
spi 及其接口设计
SPI 接口的设计第二章介绍了模数转换器的可编程控制架构，其中可编程控制功能的实现需要分成两部分：一部分为SPI 接口电路，以及其根据内部寄存器存储的数据产生的控制信号；另一部分是具体的电路受控模块。
本章将介绍接口与数字逻辑电路的设计，包括应用于本模数转换器的SPI 接口与数字逻辑电路的设计、综合以及仿真验证。
3.1 数据通信接口 3.1.1 串行通信基本的通信方式有两种：并行通信和串行通信。
并行通信是指数据以成组的方式，在多条并行信道上同时进行传输。
串行通信指要传送的数据或信息按一定的格式编码，然后在单根线上，按位的先后顺序进行传送。
接收数据时，每次从单根线上按位接收信息，再把它们拼成一个字符，送给CPU （Central Processing Unit ）做进一步的处理。
收发双方必须保持字符同步，以使接收方能从接收的数据比特流中正确区分出与发送方相同的一个一个字符。
串行通信只需要一条传输信道，易于实现，是目前主要采用的一种通信方式，它具有通信线少以及传送距离远等优点。
串行通信时，按数据的传送的方向可以分为单工、半双工和全双工等三种方式。
（1）单工（Simplex ）：数据线仅能向一个方向传输数据，两个设备进行通信时，一边只能发送数据，另一边只能接收数据。
（2）半双工（Half Duplex ）：数据可在两个设备间向任一个方向传输，但因为只有一根传输线，故同一时间内只能向一个方向传输数据，不能同时收发。
（3）全双工（Full Duplex ）：对数据的两个传输方向采用不同的通路，可以同时发送和接收数据，串行通信有两种基本工作方式：异步方式和同步方式。
采用异步方式（Asynchronous ）时，数据发送的格式如图3-1所示。
不发送数据时，数据信号线呈现高电平，处于空闲状态。
当有数据要发送时，数据信号线变成低电平，并持续一位的时间，用于表示字符的开始，称为起始位。
起始位之后，在信号线上依次出现待发送的每一位字符数据，最低有效位0D 最先出现。
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SPI 接口的设计第二章介绍了模数转换器的可编程控制架构，其中可编程控制功能的实现需要分成两部分：一部分为SPI 接口电路，以及其根据内部寄存器存储的数据产生的控制信号；另一部分是具体的电路受控模块。
本章将介绍接口与数字逻辑电路的设计，包括应用于本模数转换器的SPI 接口与数字逻辑电路的设计、综合以及仿真验证。
数据通信接口 3.1.1 串行通信基本的通信方式有两种：并行通信和串行通信。
并行通信是指数据以成组的方式，在多条并行信道上同时进行传输。
串行通信指要传送的数据或信息按一定的格式编码，然后在单根线上，按位的先后顺序进行传送。
接收数据时，每次从单根线上按位接收信息，再把它们拼成一个字符，送给CPU （Central Processing Unit ）做进一步的处理。
收发双方必须保持字符同步，以使接收方能从接收的数据比特流中正确区分出与发送方相同的一个一个字符。
串行通信只需要一条传输信道，易于实现，是目前主要采用的一种通信方式，它具有通信线少以及传送距离远等优点。
串行通信时，按数据的传送的方向可以分为单工、半双工和全双工等三种方式。
（1）单工（Simplex ）：数据线仅能向一个方向传输数据，两个设备进行通信时，一边只能发送数据，另一边只能接收数据。
（2）半双工（Half Duplex ）：数据可在两个设备间向任一个方向传输，但因为只有一根传输线，故同一时间内只能向一个方向传输数据，不能同时收发。
（3）全双工（Full Duplex ）：对数据的两个传输方向采用不同的通路，可以同时发送和接收数据，串行通信有两种基本工作方式：异步方式和同步方式。
采用异步方式（Asynchronous ）时，数据发送的格式如图3-1所示。
不发送数据时，数据信号线呈现高电平，处于空闲状态。
当有数据要发送时，数据信号线变成低电平，并持续一位的时间，用于表示字符的开始，称为起始位。
起始位之后，在信号线上依次出现待发送的每一位字符数据，最低有效位0D 最先出现。
采用不同的编码方案，待发送的每个字符的位数就不同。
当字符用ASCII 码表示时，数据位占7位（60~D D ）。
在数据位的后面有一个奇偶校验位，其后有停止位，用于指示字符的结束。
停止位可以是一位也可以是一位半或两位。
可见，用异步方式发送一个7位的ASCII 码字符时，实际需发送10位、位或11位信息。
如果用10位来发送的话，就意味着发送过程中将会浪费30%的传输时间。
为了提高串行数据传输的速率，可以采用同步传送方式。
一帧第n 个字符图3-1 异步串行数据发送格式同步方式（Synchronous ）中串行同步字符的格式如图3-2所示。
没有数据发送时，传输线处于空闲状态。
为了表示数据传输的开始，发送方先发送一个或两个特殊字符，称该字符为同步字符。
当发送方和接收方达到同步后，就可以连续地发送数据，不需要起始位和停止位了，可以显着的提高数据的传输速率。
采用同步方式传送的发送过程中，收发双方须由同一个时钟来协调，用来确定串行传输每一位的位置。
在接收数据时，接收方可利用同步字符将内部时钟与发送方保持同步，然后将同步字符后面的数据逐位移入，并转换成并行格式，直至收到结束符为止。
图3-2 同步串行数据发送格式3.1.2 SPI 接口简介SPI(Serial Peripheral Interface)是由Motorola 公司提出的一种工业标准，后来交给Opencores 组织进行维护。
SPI 模块是在MCU 与MCU 之间，或MCU 与外围设备之间实现近距离、全双工、同步串行传送的接口。
与其它串行接口相比，具有电路结构简单、速度快、通信可靠等优点。
通过SPI 接口，MCU 可以很方便的与外围芯片直接相连，用以传送控制/状态信息和输入/输出数据。
一个典型的SPI 模块的核心部件是一个8位的移位寄存器和一个8位的数据寄存器SPIDR 。
通过SPI 进行数据传送的设备有主SPI 和从SPI 之分，即SPI 传送在一个主SPI 和一个从SPI 之间进行。
图3-3给出了两个SPI 模块相互连接、进行SPI 传送的示意图，图左边是一个主SPI ，图右边为一个从SPI 。
图3-3 典型SPI模块典型的SPI接口有四个引脚：MISO（主入从出）、MOSI（主出从入）、SCLK （串行时钟）和SS（从选择）。
具体功能如表3-1。
表3-1 典型SPI接口引脚传送时双方的MISO（主入从出）、MOSI（主出从入）、SCLK（串行时钟）同名引脚相连。
SS引脚的定义有几种选择，因而有不同的连法。
可以看到，主SPI 和从SPI的移位寄存器通过MISO和MOSI引脚连接为一个16位的移位寄存器。
主SPI的波特率发生器产生移位时钟SCLK。
主SPI启动传送过程，MCU向其SPIDR进行一次写入。
写入SPIDR的数据被装载到SPI的移位寄存器。
根据SCLK的8个周期，双方同步移位8次，移位寄存器中的内容交换，然后双方移位寄存器中的数据加载到各自的SPIDR，双方传送完成标志置1，完成一次传送。
仅从传送路径上看，无所谓发送方和接收方。
在一次传送开始之前发送方应将发送数据写入自己的SPIDR，该数据自动装载入移位寄存器。
在一次传送完成后，接收方从SPIDR中读取接收数据[26]。
目前已有的SPI接口IP软核，XILINX公司的CoolRunner系列SPI主机IP核[27]（CoolRunner Serial Peripheral Interface Master IP Core），是通过有限状态机来控制SPI主机与从机以及微控制器之间的通信。
Motorola公司的SPI核[28]是一个主从共用的IP软核，具有很高的可重用性和通用性。
SPI接口的设计与综合3.2.1 设计方法、目标及流程本文SPI接口采用自顶向下设计方法。
自顶向下设计[29][30]是一种逐级分解、变换，将系统要求转变为电路或者版图的过程。
从系统级（System Level Design）开始考虑系统的行为、功能、性能以及允许的芯片面积和成本要求，进行系统划分和功能设计。
用行为语言描述每个方框的外特性，并将全部方框连在一起进行系统仿真（System Simulation）来验证系统设计的正确性。
RTL级设计按照系统要求编写程序，一般使用Verilog HDL或VHDL语言进行编程，使之符合系统设计规定的外特性。
RTL级设计的结果须经行为仿真（Behavior simulation），保证源代码（Source Code）的逻辑功能正确。
把源代码转换为网表的过程叫做综合。
网表是使用Verilog语言对门级电路的结构性描述，它是最底层文件。
网表是原理图的语言描述，对应着门级电路原理图。
网表中所有的器件都包含有必须的工业参数，如温度特性、电压特性、固有门延时、输入阻抗、上升时间、下降时间、驱动能力、面积等[31][32]。
由于这些工业参数的存在，使得门级仿真（Gate Level Simulation）十分接近于真实芯片的物理测试。
经过门级仿真后再经过自动布局布线（Auto Place and Route），从而生成版图（Layout），经过物理验证和后仿真，就可以制版流片，并交付封装测试。
整个流程如图3-4所示。
图3-4 自顶向下的设计流程由上节可知，SPI接口有主从之分，本文设计重点为从SPI（Slave SPI）。
这主要是由于本文的应用环境决定的。
本文设计的ADC接口电路及数字逻辑电路的主要目标是实现外部主SPI对从SPI的初始化。
要求从主SPI接收数据，配置内部的寄存器，实现相应的控制目标，产生相应的控制信号。
不需要产生数据来配置其他的芯片，所以本文设计的SPI接口中就没有考虑波特率发生器，它只能从外部接收移位时钟。
首先，对所要设计的从SPI做整体规划，建立架构，并对系统进行层次划分。
根据实际需要，将主SPI与从SPI之间的连接架构简单的归结为图3-5所示。
图3-5 主从SPI之间连接架构主SPI与从SPI之间通过CSB、SCLK、SDIO三个引脚进行相连，它们分别是片选引脚、串行时钟引脚、串行数据输入\输出引脚。
此架构比典型的SPI接口引脚少了一个串行数据输出引脚，为了使芯片引脚数量最少，所以将这一引脚省略。
3.2.2 SPI 接口外特性3.2.2.1 SPI 接口的端口引脚SPI接口的端口引脚包括：CSB、SCLK、SDIO。
（1）CSB片选引脚CSB是一种低电平有效控制，用来选通读写周期。
CSB可以在多种模式下工作，如果控制器具有芯片选择输出或其他多器件选择方法，则该引脚可以与CSB 线相连。
当该线为低电平时，器件被选择，SCLK和SDIO线路上的信息便会得到处理。
当该引脚为高电平时，器件会忽略SCLK和SDIO线路上的所有信息。
这样，多个器件便可以与SPI端口相连。
在只连接一个器件的情况下，可以将CSB 线路与低电平相连，使器件始终处于使能状态，但是此时如果端口发生错误，将无法使器件复位，因为复位信号要在CSB的上升沿才起作用。
（2）SCLK串行时钟SCLK引脚为串行移位时钟输入引脚，用来使串行接口的操作同步。
输入数据在该时钟上升沿有效，输出数据在下降沿有效。
因为本文中SPI接口仅仅用来为配置寄存器传送数据，所以对数据传输的速率要求不高。
为降低该引脚对时钟线路上噪声的敏感度，它采用施密特触发器实现。
（3）SDIO串行数据输入/输出SDIO引脚用作输入或输出，取决于所发送的指令（读或写）以及时序帧中的相对位置（指令周期或者数据周期）。
在写或读操作的第一阶段，该引脚用作输入，将信息传递到内部状态机。
如果该命令被确定为写命令，则在指令周期内，SDIO引脚始终用作串行输入，将数据传送给内部移位寄存器。
如果该命令被确定为读命令，状态机将把SDIO引脚变为输出，然后该引脚将数据回传给控制器。
在本文设计的SPI接口中，该引脚目前只实现向寄存器中写入数据的功能。
3.2.2.2 SPI 接口的数据基本传送规则（1）格式SDIO数据传输的第一阶段是指令阶段，指令由16位组成，之后是数据，数据由一个或多个8位构成，长度由前面的指令字长位确定。
CSB的下降沿与SCLK的上升沿一起决定帧何时开始。
如果器件的CSB与低电平相连，则帧开始于SCLK的第一个上升沿，如图3-6。
图3-6 数据格式（2）指令周期指令周期为串行传输数据的前16位，指令周期分为若干位段，如图3-7所示：图3-7 指令周期（3）读/写指令位数据流中的第一位是读/写指令位（WR/）。
当该位为高电平时，表示指令为读取指令，指令周期（前16位）完成时，内部状态机使用所提供的信息解码要读取的内部地址。
SDIO的方向由输入变为输出，由字长定义的适当数量的字从从器件移位出来。