SPI用于CPU與各種外圍器件進行全雙工、同步串行通訊。它只需四條線就可以完成MCU與各種外圍器件的通訊，這四條線是：串行時鐘線（CSK）、主機輸入/從機輸出數據線（MISO）、主機輸出/從機輸入數據線（MOSI）、低電平有效從機選擇線CS。

當SPI工作時，在移位寄存器中的數據逐位從輸出引腳（MOSI）輸出（高位在前），同時從輸入引腳（MISO）接收的數據逐位移到移位寄存器（高位在前）。

發送一個字節后，從另一個外圍器件接收的字節數據進入移位寄存器中。即完成一個字節數據傳輸的實質是兩個器件寄存器內容的交換。主SPI的時鐘信號（SCK）使傳輸同步。SPI總線是同步、全雙工雙向的4線式串行接口總線。它是由“單個主設備+多個從設備”構成的系統。

在系統中，只要任意時刻只有一個主設備是處于激活狀態的，就可以存在多個SPI主設備。常運用于AD轉換器、EEPROM、FLASH、實時時鐘、數字信號處理器和數字信號解碼器之間實現通信。

為了實現通信，SPI共有4條信號線，分別是：

主設備出、從設備入（Master Out Slave In，MOSI）：由主設備向從設備傳輸數據的信號線，也稱為從設備輸入（Slave Input/Slave Data In，SI/SDI）。

主設備入、從設備出（Master In Slave Out，MISO）：由從設備向主設備傳輸數據的信號線，也稱為從設備輸出（Slave Output/Slave Data Out，SO/SDO）。

串行時鐘（Serial Clock，SCLK）：傳輸時鐘信號的信號線。

從設備選擇（Slave Select，SS）：用于選擇從設備的信號線，低電平有效。

SPI 的工作時序模式由CPOL（Clock Polarity，時鐘極性）和CPHA（Clock Phase，時鐘相位）之間的相位關系決定，CPOL表示時鐘信號的初始電平的狀態，CPOL 為0 表示時鐘信號初始狀態為低電平，為1 表示時鐘信號的初始電平是高電平。

CPHA 表示在哪個時鐘沿采樣數據，CPHA 為0 表示在首個時鐘變化沿采樣數據，而CPHA 為1 則表示在第二個時鐘變化沿采樣數據。

SPI總線特點

?全雙工

?可以當作主機或從機工作

?提供頻率可編程時鐘

?發送結束中斷標志

?寫沖突保護

?總線競爭保護等