正点原子[第二期]Linux之ARM（MX6U）裸机篇学习笔记-24.1,2 SPI驱动实验-SPI协议介绍
前言：
本文是根据哔哩哔哩网站上“正点原子[第二期]Linux之ARM（MX6U）裸机篇”视频的学习笔记，在这里会记录下正点原子 I.MX6ULL 开发板的配套视频教程所作的实验和学习笔记内容。本文大量引用了正点原子教学视频和链接中的内容。
引用：
正点原子IMX6U仓库 (GuangzhouXingyi) - Gitee.com
《【正点原子】I.MX6U嵌入式Linux驱动开发指南V1.5.2.pdf》
正点原子资料下载中心 — 正点原子资料下载中心 1.0.0 文档
SPI学习参考资料：
简述SPI通信协议-01_cpha选择为第一个边沿-CSDN博客
SPI中的CPHA,CPOL详解-CSDN博客
正文：
本文是 “正点原子[第二期]Linux之ARM（MX6U）裸机篇--第24讲 SPI驱动。本节将参考正点原子的视频教程第24讲和配套的正点原子开发指南文档进行学习。
0. 概述
通I2C一样，SPI是很常用的通信接口，也可以通过SPI来连接众多的传感器。相比I2C接口，SPI接口的通信速度很快，I2C最多400KHz，但是SPI可以到达即使MHz。I.MX6U 也有4个SPI接口，可以通过这4个SPI接口来连接一些SPI外设。I.MX6U-ALHPA使用SPI3接口连接了一个6周传感器 ICM-20608，本章我们就来学习如何使用I.MX6U的SPI接口来驱动ICM-20608，读取ICM-20608的六轴数据。
1. SPI简介
上一章我们讲解了I2C，I2C是串行通信的一种，只需要两根线就可以完成主机和从机之间的通信，但是I2C的速度最高只能到400KHz，如果对于访问速度要求比较高的话I2C就不适合了。本章我们就来学习另外一个和I2C一样广泛使用的串行协议：SPI，SPI的全称是 Serial Peripheral Interface，也就是串行外围设备接口。SPI是Motorola公司推出的一种同步串行接口技术，是一种高速，全双工的同步通信协议，SPI时钟频率相比I2C要高很多，最高可以工作到上百Mhz。SPI以主从方式工作，通常是有一个主设备和一个或多个从设备，一般SPI需要4根线，但是也可以使用三根线（单向传输），本章我们讲解标准的4线SPI，这4根线如下：
- CS/SS, Chip Select/Slave Select，这个是片选信号线，用于选择需要进行通信的从设备。I2C主机是通过发送从机设备地址来选择需要进行通信的从设备的，SPI主机不需要发送从机设备地址，而是直接将相应的从机设备片选信号拉低。
- SCK，Serial Clock，串行时钟，和I2C的SCL一样，为SPI通信提供时钟。
- MOSI/SDO，Master Out Slave In/Serial Data Output，简称主出从入线，这根数据线只能用户主机向从机发送数据，也就是主机输出，从机输入。
- MISO/SDI，Master In Slave Out/Serial Data Input，简称主入从出线，这根数据线只能用于从机向主机发送数据，也就是主机输入，从机输出。
SPI 通信都是由主机发起的，主机需要提供通信的时钟信号。主机通过SPI线连接多个从设备的结构如下图所示：
1.1 SPI工作模式
SPI由四种工作模式，通过串行时钟极性（CPOL: Clock Polity）和相位（CPHA：Clock Phase）的搭配来得到四种工作模式：
| 值 | 描述 |
| CPOL=0 | 串行时钟空闲状态为低电平 |
| CPOL=1 | 串行时钟空闲状态为高电平 此时可以通过配置时钟相位CPHA（Clock Phase）来选择具体的传输协议 |
| CPHA=0 | 串行时钟的第一个跳变沿（上升沿或下降沿）来采集数据 |
| CPHA=1 | 串行时钟的第二个跳变沿（上升沿或下降沿）来采集数据 |
这四种工作模式如下图所示：
1.2 什么是SPI的 CPHA 第一个上升沿，第二个上升沿？
SPI协议的CPHA（Clock Phase）相位决定是在第一个跳变沿还是在第二个跳变沿采集数据，那么什么时第一个跳变沿，什么又是第二个跳变沿哪？问下"百度AI助手好了"，结果输出如下：
但是，百度AI助手大模型这里总结提炼的东西大部分是正确，但是中间的CPOL(Clock Polarity)和CPHA(Clock Phase)组合之后的采集沿是在第一个跳变沿采集还是在第二个跳变沿采集，百度AI助手大模型搞错了。这就是AI大模型助手的问题，有时间会给出看似正确但是实际上细节错误的东西。
不过这些百度AI助手提取出来的信息对于我来讲还是有效的，第一它给出了一些SPI CPOL(Clock Polarity)和CPHA(Clock Phase)的组合概念提炼，第二它给出了引用链接来源，我去读一下它的引用链接不就能得到有用信息了么，赞。
把百度AI助手提供的有用信息总结一下就是：
SPI协议中的CPHA（Clock Phase）决定了数据传输采样和移位方式，具体涉及到时钟信号的跳变沿。在一个时钟周期内，会有两次跳变沿：上升沿（从低电平到高电平的变化）和下降沿（从高电平到低电平的变化）。
- 当CPHA=0时，表示数据在使用信号的第一个跳变沿（即上升沿或下降沿，具体取决于CPOL的设置）进行采样。
- 当CPHA=1时，表示数据在时钟信号的第二个跳变边沿进行采样。
结合CPOL（Clock Polarity）的设置，可以形成SPI的四种工作模式：
- Mode0 (CPOL=0, CPHA=0)：数据在时钟的第一个跳变沿采样，因为CPOL=0 低电平表示空闲Idle，所以第一个跳变沿是上升沿（由低到高）采样。
- Mode1 (CPOL=0, CPHA=1)：数据在时钟的第二个跳变沿采样，因为CPOL=0 低电平表示空闲Idle，所以第二个跳变沿是下降沿（由高到低）采样。
- Mode2 (CPOL=1, CPHA=0)：数据在时钟的第一个跳变沿采样，因为CPOL=1 高电平表示空闲Idle，所以第一个跳变沿是下降沿（由高到低）采样。
- Mode3(CPOL=1, CPHA=1)：数据在时钟的第二个跳变沿采样，因为CPOL=1 高电平表示空闲Idle，所以第二个跳变沿是上升沿（由低到高）采样。
参考如下链接里的博文，给出了总结的图片，图片总结的很完备了
SPI中的CPHA,CPOL详解-CSDN博客
