扫码关注
SPI 是 4 线同步串行（SCK/MOSI/MISO/CS），主设备产生时钟；CPOL 决定时钟空闲电平，CPHA 决定采样沿，4 种模式（Mode0~3），Mode0（CPOL=0,CPHA=0）最常用；STM32 配置 SPI 外设+GPIO 复用，高速用 DMA 收发，NSS 软件控制或硬件自动。
本文概述
SPI 是单片机常用高速通信，面试常考：CPOL/CPHA、主从、DMA。回答要给 4 种模式和配置步骤。
核心要点
SPI 4 线：SCK（时钟）、MOSI（主发从收）、MISO（主收从发）、CS/NSS（片选）
CPOL=0 空闲低电平，CPOL=1 空闲高电平；CPHA=0 第一个沿采样，CPHA=1 第二个沿采样
4 种模式：Mode0(0,0)最常用，Mode1(0,1)，Mode2(1,0)，Mode3(1,1)，主从必须一致
STM32 主模式：SPI_CR1 设 MSTR=1，BR 分频，CPOL/CPHA，DFF 数据位宽
DMA 收发：TX/RX 各一个 DMA 通道，SPI 必须同时收发（全双工）
面试官考察点
SPI 基础题。面试官看你是否理解 SPI 时序。重点听：CPOL/CPHA、4 种模式。
回答思路
讲 CPOL/CPHA 定义，4 种模式表，STM32 配置。
参考回答
SPI 信号。
| 信号 | 方向 | 说明 |
|---|---|---|
| SCK | 主→从 | 串行时钟，主设备产生 |
| MOSI | 主→从 | 主发从收数据 |
| MISO | 从→主 | 主收从发数据 |
| CS/NSS | 主→从 | 片选，低有效，选通从设备 |
SPI 是全双工：发的同时也在收。主设备发 1 字节，同时收到从设备发的 1 字节。
CPOL 和 CPHA。
CPOL（Clock Polarity）：时钟空闲电平。CPOL=0 空闲低，CPOL=1 空闲高；
CPHA（Clock Phase）：数据采样沿。CPHA=0 第一个时钟沿采样，CPHA=1 第二个时钟沿采样。
4 种模式。
| 模式 | CPOL | CPHA | 空闲电平 | 采样沿 | 常用器件 |
|---|---|---|---|---|---|
| Mode0 | 0 | 0 | 低 | 上升沿 | 大多数（W25Q Flash、OLED） |
| Mode1 | 0 | 1 | 低 | 下降沿 | 较少 |
| Mode2 | 1 | 0 | 高 | 下降沿 | 较少 |
| Mode3 | 1 | 1 | 高 | 上升沿 | 部分传感器（LSM6DSO） |
主从设备 CPOL/CPHA 必须一致，否则采样错误。
STM32 配置步骤（HAL，主模式）。
使能 SPI 和 GPIO 时钟；
GPIO 配置为复用推挽（SCK/MOSI/MISO），CS 用普通 GPIO 推挽输出；
SPI_HandleTypeDef 配置：Mode（主/从）、Direction（全双工）、DataSize（8位）、CLKPolarity、CLKPhase、NSS（软件/硬件）、BaudRatePrescaler、FirstBit（MSB）；
HAL_SPI_Init；
收发：HAL_SPI_TransmitReceive（阻塞）或 HAL_SPI_TransmitReceive_DMA（DMA）。
DMA 收发。
SPI 全双工，TX 和 RX 各需要一个 DMA 通道；
TX DMA：内存→SPI_DR；RX DMA：SPI_DR→内存；
发送前拉低 CS，发送完成中断里拉高 CS；
注意：只发不收时也要读 DR（或开 RX DMA 丢到 dummy buffer），否则 RXNE 置位阻塞；
高速 SPI（>10MHz）必须用 DMA，中断方式来不及。
注意。
SPI 速率：APB 时钟/分频，最大 fPCLK/2（主模式）；
CS 一般软件控制（更灵活），硬件 NSS 适合单从设备；
多从设备各接一个 CS，SCK/MOSI/MISO 并联；
SPI 没有应答机制，出错不重传，靠 CRC 或校验检测。
