1.SPI
串行外设接口（SPI）设备通常都使用在要求快速的数据传输速率场景上。SPI非常适合于高带宽使用情况，如外部非易失性存储器和图形显示。许多传感器设备除了支持I2C，也支持SPI。
SPI是一个同步串行接口，两个SPI设备间，依赖于共享时钟信号同步来进行数据传输。主设备控制时钟信号的触发，主控设备的SPI接口上所有其他连接的外设被称为从设备。每个设备连接到同一组数据信号以形成总线。
从理论上讲，SPI的数据传输速率仅受限于主控设备能以多快的速率切换时钟信号。时钟速率通常在16MHz到25MHz范围之间。相对于UART通信方式，这种高速共享时钟机制允许SPI外设传输数据更快和更少的错误率。
SPI支持全双工数据传输，这意味着主控设备和从设备可以同时交换信息。支持全双工传输，总线必须提供以下不同的信号，能进行SPI通信最少需要四根线接口：
- 主设备输出从设备输入（MOSI）
- 从设备输入主设备输出（MISO）
- 共享时钟信号（CLK）
- 地线（接地）
SPI支持从同一总线连接的多个从设备。与I2C不同，从设备使用硬件寻址。对于总线上多个从设备中的某个从设备作为数据传输的目标设备，允许主设备通过地址映射到特定设备上来说，一个外部的片选信号是必须的。如果总线上只有一个设备，这个信号是没有必要的。
1.2 设备连接管理
如果连接到指定的SPI从设备，需要知道总线上从从设备名称。在初始化阶段，或在应用程序移植到新的硬件，可以通过peripheralmanagerservice类的 getSpiBusList()方法发现设备上所有可用的
SPI从设备名称：
PeripheralManagerService
manager
=
new
PeripheralManagerService
();
List
<
String
>
deviceList
=
manager
.
getSpiBusList
();
if
(
deviceList
.
isEmpty
())
{
Log
.
i
(
TAG
,
"No SPI bus available on this device."
);
}
else
{
Log
.
i
(
TAG
,
"List of available devices: "
+
deviceList
);
}
SPI控制器将报告每个可用的从端口作为一个单独的设备名称。例如，一个开发版在相同的SPI总线上，如果支持CS0，CS1和CS2，通过调用getspibuslist()方法将返回的名称为“spi0.0”、“spi0.1”、和“spi0.2”。
一旦确定了目标端口的名字，使用peripheralmanagerservice来连接目标设备。当主设备与目标设备的完成通信后，需关闭连接来释放资源。此外，在现有连接关闭之前，是无法打开一个新的连接。通过调用close() 方法来关闭连接。
public
class
HomeActivity
extends
Activity
{
// SPI Device Name
private
static
final
String
SPI_DEVICE_NAME
=
...;
private
SpiDevice
mDevice
;
@Override
protected
void
onCreate
(
Bundle
savedInstanceState
)
{
super
.
onCreate
(
savedInstanceState
);
// Attempt to access the SPI device
try
{
PeripheralManagerService
manager
=
new
PeripheralManagerService
();
mDevice
=
manager
.
openSpiDevice
(
SPI_DEVICE_NAME
);
}
catch
(
IOException
e
)
{
Log
.
w
(
TAG
,
"Unable to access SPI device"
,
e
);
}
}
@Override
protected
void
onDestroy
()
{
super
.
onDestroy
();
if
(
mDevice
!=
null
)
{
try
{
mDevice
.
close
();
mDevice
=
null
;
}
catch
(
IOException
e
)
{
Log
.
w
(
TAG
,
"Unable to close SPI device"
,
e
);
}
}
}
}
1.3 配置时钟和数据模式
在SPI总线上建立一个连接后，去配置数据传输速率和操作模式去匹配一个从设备。为了保证数据传输成功，总线上的所有的设备必须以一个相同的时钟和数据格式进行传输。
注意：一些从设备无法配置SPI操作模式，所以在选择外围设备时请参考硬件文档。
（1）设置SPI模式，它定义时钟信号的极性和相位。您选择的模式基于三个属性：
- 空闲电平：当没有数据传输时，时钟信号的电平（低电平或高电平）。
- 前沿：每个时钟脉冲的前沿。
- 后缘：在每个时钟脉冲的前沿相反的过渡。
支持以下模式被：
- MODE0 -时钟信号空闲为低电平，传输的数据在时钟的前沿
- MODE1-时钟信号空闲为低电平，数据传输在后时钟边缘
- MODE2-时钟信号空闲为高电平，传输的数据在时钟的前沿
- MODE3-时钟信号空闲为高电平，数据传输在后时钟边缘
（2）设置spidevice参数为：
- 频率- 指定共享时钟信号赫兹。不同设备硬件的时钟信号能力将有所不同。在设置此值之前，应验证指定设备的支持频率。
- 说明-指定每个字节的每个字节的顺序，因为它们是通过总线传输。这也被称为数据的字节序。默认情况下，数据将以最高有效位（MSB）首先进行发送。
- 字节位-配置在一次触发片选线之间传输的比特数给定的奴隶。默认值是每字节8bit位。
下面的代码配置模式0(MODE0)，16MHz时钟，每个字8位，MSB高位首先传送：
public
void
configureSpiDevice
(
SpiDevice
device
)
throws
IOException
{
// Low clock, leading edge transfer
device
.
setMode
(
SpiDevice
.
MODE0
);
device
.
setFrequency
(
16000000
);
// 16MHz
device
.
setBitsPerWord
(
8
);
// 8 BPW
device
.
setBitJustification
(
false
);
// MSB first
}
1.4 数据传输
SPI既可支持半双工和全双工数据传输。大多数应用程序都应该使用半双工write()或read()方法与从设备的进行数据交换。
// Half-duplex data transfer
public
void
sendCommand
(
SpiDevice
device
,
byte
[]
buffer
)
throws
IOException
{
// Shift data out to slave
device
.
write
(
buffer
,
buffer
.
length
);
// Read the response
byte
[]
response
=
new
byte
[
32
];
device
.
read
(
response
,
response
.
length
);
...
}
如果要使用全双工方式进行数据交换，得使用transfer()方法代替write()方法。此方法接受读写两个缓冲区。写入缓冲区包含要发送给从设备的数据，而读取缓冲区是空的，并接受来自从设备的数据。
数据长度必须小于或等于最小缓冲区的大小。与全双工传输的缓冲区大小相等是很普遍的。
// Full-duplex data transfer
public
void
sendCommand
(
SpiDevice
device
,
byte
[]
buffer
)
throws
IOException
{
byte
[]
response
=
new
byte
[
buffer
.
length
];
device
.
transfer
(
buffer
,
response
,
buffer
.
length
);
...
}
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