SPI的硬件接口组成：

（1）NSS：片选信号。

（2）SCK：同步通信时钟。

（3）MISO：主设备输入，从设备输出。

（4）MOSI：主设备输出，从设备输入。

简要说明：SPI全称是串行外设接口（Serial Peripheral Interface），是由Motorola提出的一种全双工同步串行通信接口。通讯由一个主设备和一个或多个从设备组成。通讯进行时，先由主设备发出NSS片选信号选中一个从设备。主设备向从设备发出SCK同步时钟信号，在SCK的速率下进行通讯。即主设备和从设备必须设定为相同的SCK频率才能保证通讯成功。数据可在MISO和MOSI中按规定的方向同时传送，即能实现全双工通讯。

SPI的通讯时序：

根据STM32系列处理器的SPI外设，SPI的通讯时序根据CPOL和CPAL的设定有四种。

CPOL：时钟空闲时刻的极性。即发送数据前和发送数据后SCK的极性。

CPAL：数据采样时的相位。

CPOL=0，表示发生数据传输前，SCK的空闲极性为0。

CPOL=1，表示发生数据传输前，SCK的空闲极性为1。

CPAL=0，表示数据的采样发生在空闲时钟后第1个时钟跳变边沿。若CPOL=0，数据采样的时刻为SCK的上升沿；若CPOL=0，数据采样的时刻为SCK的下降沿。

CPAL=0，表示数据的采样发生在空闲时钟后第2个时钟跳变边沿。若CPOL=0，数据采样的时刻为SCK的下降沿；若CPOL=1，数据采样的时刻为SCK的上升沿。

因此，在实际应用时，无论是主机还是从机，读数据发生在CPOL和CPAL组合确定的时钟边沿。而写数据时，一般在CPOL和CPAL组合确定的时钟边沿，下一个时钟沿改写数据。举例，若要编写CPOL=0，CPAL=0的SPI通讯程序，读数据应在SCK的上升沿。改写数据应在SCK的下降沿。

以下是图文说明：

参考资料来源网址：

https://www.crifan.com/detailed_spi_in_the_polarity_cpol_and_cpha_phase_of_what_is_and_how_to_set/