关于SPI通讯速度笔记
SPI（Serial Peripheral Interface，串行外设接口）是一种高速全双工的同步串行通信协议，常用于单片机（主机）与外设（如 Flash、传感器、显示屏等，从机）之间的数据传输。
一、硬件基础：核心引脚与连接
SPI 通信至少需要 4 根线（主机和从机对应连接）：
- SCK（Serial Clock）：时钟线，由主机产生，控制数据传输节奏（速度由主机决定）。
- MOSI（Master Out Slave In）：主机输出、从机输入线，主机通过这条线向从机发送数据。
- MISO（Master In Slave Out）：主机输入、从机输出线，从机通过这条线向主机返回数据。
- NSS（Chip Select，也叫 CS）：片选线，由主机控制（低电平有效），用于选择要通信的从机（一主多从时，通过不同 NSS 线区分从机）。
连接特点：
- 支持 “一主多从”（1 个主机带多个从机），每个从机单独接一根 NSS 线，由主机控制选通。
- 无应答机制（区别于 I2C），数据传输是否成功需软件额外判断。
二、软件基础：核心配置与通信流程
1. 初始化配置（以主机为例）
软件需要配置 SPI 的核心参数，才能正常通信：
- 通信模式：主机（Master）或从机（Slave）（通常单片机作为主机）。
- 时钟频率：通过 “总线时钟分频” 设置（如 APB 总线 168MHz，分频系数 8，则 SPI 时钟 = 21MHz），需低于外设支持的最高速度。
- 数据帧格式：通常是 8 位（1 字节），也可支持 16 位。
- 时钟极性（CPOL）：SCK 空闲时的电平（0 或 1）。
- 时钟相位（CPHA）：数据采样的时机（SCK 第 1 个边沿还是第 2 个边沿）。
- 片选方式：硬件自动控制（NSS 引脚）或软件手动控制（通过 GPIO 模拟）。
2. 通信流程（主机发送 + 接收数据）
以 “读取从机数据” 为例，步骤如下：
- 选通从机：主机拉低目标从机的 NSS 线（告诉从机 “准备通信”）。
- 发送 + 接收数据：
- 主机通过 MOSI 线发送数据（即使是读取，也需要发送一个 “读命令”）；
- 同时，从机通过 MISO 线返回数据（主机同步接收）；
- 数据按位传输，每一个 SCK 时钟边沿传输 1 位。
- 结束通信：主机拉高 NSS 线（告诉从机 “通信结束”）。
三、核心特点
- 速度快：时钟频率通常可达几 MHz 到几十 MHz（远高于 I2C），适合传输大量数据（如 Flash 读写）。
- 全双工：发送和接收可同时进行（MOSI 和 MISO 独立）。
- 简单灵活：硬件实现简单，软件配置步骤少，无需复杂协议（如地址解析）。
缺点是需要的线较多（比 I2C 多 2 根），且无硬件错误检测，需软件处理超时或数据校验。
开发底层驱动需要知道芯片主频，以及对应SPI挂载在哪条总线上面。再结合实际需求，配置分频系数。
从机不会主动适配主机的 SPI 频率，SPI 通信的频率完全由主机决定，从机只能被动接受主机提供的时钟（SCK），并要求主机的频率必须在从机支持的范围内（≤从机最大 SPI 频率），否则会通信失败
比如下面的GD32F405芯片
比如SPI2，挂载在APB1下面，最大频率42MHZ，128分频，得到频率是328,125 Hz（约 328.125 kHz）
还有下面STM32F4芯片关于SPI 的配置。
时钟相位和时钟极性：
时钟相位：数据会在时钟线的第几个边沿开始传输(第一个和第二个可选)。
时钟极性：在空闲状态下(未开始通信时--CS未拉低)时，时钟线的电平(高电平和低电平可选)。
两个参数共可以组成四种时序模式，具体选择哪一种时序取决于从机支持哪一种。
关于利用SPI，驱动w25qxx芯片，有可能遇到的问题，以及处理办法？
常见问题集中在硬件连接、SPI 软件配置、协议交互、操作时序四个维度
这是通过SPI协议进行通讯的存储芯片外围电路图
问题：
1、信号线过长（超过 20cm），导致 SCK/MOSI 信号干扰（高频下易受噪声影响）
处理办法：缩短 SPI 信号线长度
2、主机与从机地电位不共地（导致信号电平参考点不一致）
处理办法：确保主机与 W25Qxx 共地
SPI 频率配置过高，超过从机最大支持频率。
处理办法：降低 SPI 频率
3、字节序错误（W25Qxx 默认高位在前（MSB），若主机配置为 LSB（低位在前），会导致数据位反转）
处理办法：配置endian = SPI_ENDIAN_MSB（高位在前）
4、操作后立即读写失败，未等待操作完成（W25Qxx 的擦除 / 写入是异步操作，需要时间（擦除可能需数百 ms），若未等待直接读写，会读到旧数据或错误值）
处理办法：每次擦除 / 写入后，轮询 “状态寄存器 1” 的 BUSY 位（bit0），直到 BUSY=0（操作完成）