SPI协议简介
SPI协议，即串行外围设备接口，是一种告诉全双工的通信总线，它被广泛地使用在ADC,LCD等设备与MCU间通信的场合。
SPI信号线
SPI包含4条总线，分别为SS,SCK,MOSI,MISO.作用如下:
1) SS:片选信号线,当有多个SPI设备和MCU相连时,每个设备的这个片选信号线是与MCU单独的引脚相连的,而其他的SCK,MOSI,MISO线则为多个设备并联到相同的SPI总线上,当SS信号线为低电平时,片选有效,开始SPI通信.
2) SCK:时钟信号线,由主通信设备产生,不同的设备支持的时钟频率不一样.
3) MOSI:主设备输出/从设备输入引脚,主机的数据从这条信号线输出,从机由这条信号线读入数据,即这条线上的数据方向为从主机到从机.
4)MISO:主设备输入/从设备输出引脚,这条线上数据是从机到主机.
SPI模式
根据时钟极性（CPOL）和时钟相位（CPHA）配置的不同，分为4种SPI模式。
时钟极性是指SPI通信设备处于空闲状态时（也可以认为这是SPI通信开始时，即SS线为低电平），SCK信号线的电平信号。CPOL=0时，SCK在空闲状态时为低电平，CPOL=1时则相反。
时钟相位是指数据采样的时刻，当CPHA=0时，MOSI或MISO数据线上的信号将会在SCK时钟线的奇数边沿被采样。当CPHA=1时，数据线在SCK的偶数边沿被采样。
下面以CPHA=0为例讲解SPI时序。
首先，由主机把片选信号NSS拉低，意为主机输出。
在NSS被拉低的时刻，SCK分为两种情况，若我们设置CPOL=0，则SCK时序在这时为低电平，若设置为CPOL=1,则SCK在这个时刻为高电平。
无论CPOL为0还是1，因为我们配置的时钟相位CPHA=0，在采样时刻的时序中我们可以看到，采样时刻都是在SCK的奇数边沿（注意奇数边沿有时为下降沿，有时为上升沿）。
因此，MOSI和MISO数据线的有效信号在SCK的奇数边沿保持不变，这个信号将会在SCK奇数边沿时被采集，在非采样时刻，MOSI和MISO的有效信号才发生切换。
对于CPHA=1的情况也类似，只是数据信号的采样时刻为偶数边沿。
注意：使用SPI协议通信时，主机和从机的时序要保持一致，即两者都选择相同的SPI模式。
STM32的SPI特性
STM32的小容量产品有一个SPI接口，中容量有两个，而大容量则有3个，其特征如下：
* 单次传输可选择为8位或16位。
* 时钟极性（CPOL）和相位（CPHA）可编程设置。
* 数据顺序的传输顺序可进行编程选择，MSB在前或LSB在前。
* 可出发中断的专用发送和接收标志。
* 可以使DMA进行数据传输操作。
STM32的SPI架构分析
上图所示为STM32的架构图，可以看到，MISO数据线接收到的信号经移位寄存器处理后把数据转移到接收缓冲区，然后这个数据就可以由软件从接收缓冲区读出了。
当要发送数据时，我们把数据写入发送缓冲区，硬件将会把它用移位寄存器处理后输出到MOSI数据线。
SCK的时钟信号则由波特率发生器产生，我们可以通过波特率控制位（BR）来控制它输出的波特率。
控制寄存器CR1掌控着主控制电路，STM32的SPI模块的协议设置（时钟极性，相位等）就由它来制定。而控制寄存器CR2则用于设置各种中断使能。
最后为NSS引脚，这个引脚扮演着SPI协议中的SS片选信号线的角色，如果我们把NSS引脚配置为硬件自动控制，SPI模块能够自动判别它能否成为SPI的主机，或自动进入SPI从机模式。但实际上我们用的更多的是由软件控制某些GPIO引脚单独作为SS信号，这个GPIO引脚可以随便选择。
SPI接口读取FLASH实例分析
本文章以STM32通过SPI读写FLASH的例程来逐步讲解STM32的SPI配置及FLASH芯片的普遍驱动方式，尽量做到讲解精细易懂。
本实验使用STM32的SPI2，采用主模式，全双工通信，通过查询发送数据寄存器和接收数据寄存器状态确保通信正常。操作的FLASH芯片型号为W25Q16。
SPI2与芯片引脚连接为：PB12--CS,PB14--SO,PB13--CLK,PB15--SI.
本试验没有使用中断，采用轮询标志位的方式来确保SPI正常通信。
详细文档见某乎：