spi總線系統(tǒng)是motorola公司提出的一種同步串行外設接口，允許mcu與各種外圍設備以同步串行方式進行通信來交換信息。spi 總線接口一般使用4根線：串行時鐘線sck、主機輸入/從機輸出數(shù)據(jù)線miso、主機輸出/從機輸入數(shù)據(jù)線mosi和低電平有效的從機選擇線ss，spi總線接口電路結構如圖所示。由于spi系統(tǒng)總線只需3根公共的時鐘數(shù)據(jù)線和若干位獨立的從機選擇線，在spi從設備較少而沒有總線擴展能力的單片機系統(tǒng)中使用特別方便。
spi模塊為了和外設進行數(shù)據(jù)交換，根據(jù)外設工作要求，其輸出的串行同步時鐘極性和相位可以進行配置，時鐘極性（cpol）對傳輸協(xié)議沒有重大的影響。如果cpol=0，串行同步時鐘的空閑狀態(tài)為低電平；如果cpol=1，串行同步時鐘的空閑狀態(tài)為高電平。時鐘相位（cpha）能夠用于選擇兩種不同的傳輸協(xié)議進行數(shù)據(jù)傳輸。如果cpha＝0，在串行同步時鐘的第一個跳變沿（上升或下降）數(shù)據(jù)被采樣；如果cpha＝1，在串行同步時鐘的第二個跳變沿（上升或下降）數(shù)據(jù)被采樣。spi主模塊和與之通信的外設間時鐘相位和極性應該一致。
由于spi系統(tǒng)總線一共只需3～4位數(shù)據(jù)線和控制線即可實現(xiàn)與具有spi總線接口功能的各種i/o器件進行連接，而擴展并行總線則需要8根數(shù)據(jù)線、8～16位地址線、2～3位控制線，因此，采用spi總線接口可以簡化電路設計，節(jié)省很多常規(guī)電路中的接口器件和i/o口線，提高設計的可靠性。
由此可見，在智能儀器和工業(yè)測控系統(tǒng)中，對于不具有spi接口的單片機，當傳輸速度要求不是太高時，使用spi總線可以增加應用系統(tǒng)接口器件的種類，可以提高應用系統(tǒng)的性能。
圖 spi總線接口電路結構