硬件连接
SPI用于在单个主掌握器和一个或多个从设备之间交流数据。供应时钟的为主设备（Master），吸收时钟的设备为从设备（Slave），对付单从设备连接利用四条旗子暗记线：
SCLK:Serial Clock 串行时钟旗子暗记
MOSI:Master Output Slave Input 主发送从吸收旗子暗记
MISO:Master Input Slave Output 主吸收从发送旗子暗记 —方向由从设备到主设备
SS:Slave Select 片选旗子暗记 一样平常低电平有效
注：以上旗子暗记定义是最常用的命名办法，还有一些其他命名办法如下：
对付单从设备来说，只须要把名字相同的旗子暗记连接到一起即可，如下图所示：
对付多个从设备连接时，有两种配置模式：
独立从设备（Independent slave）
主机须要为每个从机供应单独的片选旗子暗记。一旦主机使能（拉低）片选旗子暗记， MOSI/MISO线上的时钟和数据便可用于所选的从机。
菊花链从设备（Daisy chain slave）
在菊花链模式下，所有从机的片选旗子暗记连接在一起，数据从一个从机传播到下一个从机。在此配置中，所有从机同时吸收同一SPI时钟。来自主机的数据直接送到第一个从机，该从机将数据供应给下一个从机，依此类推。 利用该方法时，由于数据是从一个从机传播到下一个从机，以是传输数据所需的时钟周期数与菊花链中的从机位置成比例。 并非所有SPI器件都支持菊花链模式,请参阅产品数据手册以确认菊花链是否可用 。
注：
某些芯片产品上，对SPI两条数据线的命名为SDO/SDI。此时须要将master的SDO连接到slave的SDI，将master的SDI连接到slave的SDO。
有的芯片SPI接口的SS旗子暗记，对电平敏感，通讯前确保SS是低电平就好，而有的SPI芯片的SS旗子暗记是低落沿敏感的。比如Maxim MAX1242 ADC，开始通讯前，须要SS旗子暗记有一个高→低的翻转。
数据交流及内部框图
SPI数据传输一样平常由数据交流构成，在主掌握器向从设备发送数据时，从设备也向主掌握器发送数据。因此主掌握器的内部移位寄存器和从设备都采取环形设置。在数据交流之前，主掌握器和从设备会将存储器数据加载至它们的内部移位寄存器，收到时钟旗子暗记后，主掌握器先通过 MOSI 线路时钟输出其移位寄存器的 MSB。同时从设备会读取位于 SIMO 的主控器第一位元，将其存储在存储器中，然后通过 SOMI 时钟输出其 MSB。主掌握器可读取位于 MISO 的从设备第一位元，并将其存储在存储器中，以便后续处理。全体过程将一贯持续到所有位元完成交流，而主控器则可让时钟空闲并通过 /SS 禁用从设备。SPI 数据速率一样平常在 1 到 70MHz 的范围内，字长为从 8 位及 12 位到这两个值的倍数。
下图是Motorola定义SPI模块的内部框图，其紧张构成包括状态/掌握/数据寄存器（Status,Control and Data Registers）、移位寄存器（Shifter Logic）、波特率发生器（Baud Rate Generator）、主从掌握逻辑（Master/Slave Control Logic）和端口掌握逻辑（Port Control Logic）。
