【单片机】傻傻分不清？ISP和SPI的区别与联系

在折腾单片机的时候，总会听到ISP、SPI等缩写，这两组缩写甚至连字母都是一样的，但其实这两个缩写的含义并不相同，但又有联系（尤其是在烧录单片机的时候）。

本文尝试介绍这两者的定义，区别与联系。ISP和IPS别再傻傻分不清了。

一、定义

1. ISP

ISP是In-System Programming（在系统可编程）的缩写，是一类技术的统称，即我们给单片机烧写（上传）程序的时候是通过串口/下载器/仿真器等比较简单的方式进行的。
在通过ISP上传程序的时候，单片机进入ISP子程序，使得我们可以方便地对ROM进行写入和擦除。
与ISP相对的烧写方式则是将单片机放在烧写座上，直接对它的ROM擦除，烧录程序的方法。

ISP其实这是我们通常给单片机（尤其是开发板）烧写程序的方式，只不过这种方式太习以为常了，所以我们也不总是提到它的名字罢了。其实，不论是用Arduino IDE通过USB串口对Arduino板子上传程序，还是用J-Link等仿真器对STM单片机上传程序，这些操作我们都可以称之为是“ISP”。

2. SPI

SPI是Serial Peripheral Interface（串行外设接口）的缩写。可能这个缩写大家更熟悉一些，它是一种串行总线协议，和我们其他常用的串行总线协议，如：I²C, UART(俗称串口), OneWire 等是一个类别的东西。
SPI是一种高速的，全双工，同步的通信总线，一般需要四根接线，分别是：

SDO/MOSI – Master Out Slave In（主设备数据输出，从设备数据输入）;
SDI/MISO – Master In Slave Out（主设备数据输入，从设备数据输出）;
SCLK – 时钟信号，由主设备产生;
CS/SS – 从设备使能信号，由主设备控制。

二、联系

从定义我们可以看到，其实ISP和SPI这两个根本就不是一类的东西。那他们的联系在哪里呢？
答案是，我们在用ISP技术给单片机烧写程序的时候，有可能就是通过SPI协议进行上传的。

举例来说，当我们给Arduino烧写BootLoader（注意不是普通的上传程序）的时候，我们就是通过ISP技术并且通过SPI协议进行的。

以UNO为例，上图中最下方用红色方框圈出来的6个引脚，就被成为ISP(ICSP)引脚，可以通过它来烧录主芯片(ATmega328)的BootLoader和程序。但其实这6个引脚只不过是我们正常使用的时候的SPI引脚被重新引出来放在这里罢了，这里的MOSI、MISO、SCK和11-13引脚上的是一样（等电位）的，VCC, GND, RESET 也是和普通的那两排上的是一样的。所以我们可以看出，我们在通过ISP接口烧写Arduino的时候，用的是SPI串行总线协议。（更多关于Arduino ISP 的细节可以看我的这篇博客）

当然也不是所有的ISP烧录用的都是SPI协议。比如我们一般通过USB接口给Arduino上传程序的时候，其实就是最普通的串口(UART)协议（板载了USB转串口芯片），也就是0号口和1号口的那个RX和TX。再比如烧写STM芯片的时候用我们就用的是SWD或JTAG协议。

三、总结

ISP是In-System Programming的缩写，指的是我们给单片机上传程序的一种方式，使用的通信协议包括但不限于SPI；
而SPI是一种串行总线协议，用于设备之间的通信，也会被用做ISP时的通信协议。

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