上篇文章【Maker電子學】SPI 界面解密—PART 1，我們聊了 SPI 界面的歷史、基本原理、裝置的角色以及它需要用到的訊號，這次我們要來研究一下構成 SPI 核心的邏輯電路與它們在時序上的要求。
移位暫存器
移位暫存器是串列通訊介面的核心，它的功能是將並列的資料按照既定的 clock 訊號速度，依序轉換成單一訊號線上的排列狀態。
簡化過的 4-bit 移位暫存器電路圖（圖片來源：Bird 提供）
D 型正反器是構成移位暫存器的核心，這種正反器大概是所有的循序邏輯電路中最常使用的，它的動作方式很簡單：在每一次 CLK 的上升緣時，將 D 的狀態反應到 Q，過了 CLK 的上升緣後，Q 的狀態會保持不變，跟 D 再也沒關係。
由於這個動作像是在每一次 CLK 的上升緣將 D 的狀態傳到 Q 後就鎖住不動，因此這樣的正反器電路又被稱爲「栓鎖器」（latch），而每一個 D 型正反器的 Q 輸出都接到下一個 D 型正反器的 D 輸出，如此串接起來後，就構成了移位暫存器；若想把串列資料轉成並列資料，只要把串列資料依序放在 Data In（也就是第一個正反器的 D 輸入上），就能完成轉換了。
在每一次 CLK 訊號從低變高時，Data In 的狀態會跑到 Q（也就是下一個正反器的輸入上），每經過一次 CLK 訊號的上升緣，前一級 Q 的狀態就會出現在下一級的 Q 上，因此 Data In 上的狀態就會隨著每一次 CLK 訊號的上升，一級一級往後送，下圖是這個 4-bit 移位暫存器經過四次 CLK 訊號變動的時序圖：
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