在 LCD液晶模组（尤其是小尺寸 TFT-LCD 模组）中，SPI接口 是最常见的通讯方式之一。在选型或驱动调试时，都会遇到 “SPI 三线制” 与 “SPI 四线制” 的区别。

一、SPI 接口在 LCD 模组中的作用

在液晶屏控制系统中，SPI 接口 主要用于：

• 传输控制命令（Command）；
• 发送显示数据（Data）；
• 控制显示驱动 IC 的寄存器设置与刷新逻辑。

相比并口（8080/6800）接口，SPI 的优点是：

• 引脚少（节省 PCB 空间）；
• 成本低；
• 支持较高传输速率；
• 硬件结构简单，适合嵌入式系统（MCU/FPGA/STM 32 等）。

二、SPI 接口结构与信号定义

1、四线 SPI（标准 SPI）

四线 SPI 是最常见的形式，包含四个信号线：

引脚	名称	功能说明
SCK	Serial Clock	串行时钟信号，由主机产生。
MOSI (SDI)	Master Out Slave In	主机发送数据至 LCD。
MISO (SDO)	Master In Slave Out	LCD 向主机返回数据（部分屏无此脚）。
CS (或 SS)	Chip Select	片选信号，低电平有效。
C (RS)	DData/Command 选择线，用于区分命令与数据。

四线 SPI 通常实际使用 5 根线：SCK、MOSI、CS、DC、GND（MISO 可选）。

数据传输机制：

• DC=0 → 当前为命令字；
• DC=1 → 当前为显示数据；
• 在 SCK 上升沿或下降沿采样（取决于 SPI 模式 0——3）。

2、三线 SPI（简化型 SPI）

三线 SPI 省略了 DC 线，通常使用以下三根信号线：

引脚	名称	功能说明
SCK	串行时钟信号
SDA	串行数据线（命令与数据混合传输）
CS	片选信号

在三线 SPI 模式下，LCD 通过数据的第一个比特（MSB）区分命令和数据：

第 1 位	剩余 7 位	含义
0	命令码	表示当前字节为命令
1	数据字节	表示当前字节为数据

这种方式将 DC 信息编码进数据流中，从而减少引脚数量，但增加了解码逻辑复杂度。

三、三线与四线 SPI 的对比分析

项目	三线 SPI	四线 SPI
信号线数量	3 条	4 条（含 DC 线）
命令/数据区分方式	通过数据流首位标志位区分	通过独立 DC 引脚区分
硬件复杂度	简化连线	稍多一条线，但逻辑清晰
软件解析复杂度	需编码判断首位标志	直接使用 DC 线切换
数据传输速率	较低（需额外判断标志位）	较高（直接并行切换）
典型应用场景	小尺寸单色或低速显示屏（如 1.44"、0.96" OLED、ST 7735、ST 7565 等）	中高分辨率彩屏（如 TFT 2.4"——7.0" ST 7789、ILI 9341 系列）
兼容性	多为控制 IC 内部固定逻辑，不可改	支持 SPI / 8080 / 4-line 模式可配置

四、时序差异

四线 SPI 时序示意：

CS ─────────┐___________________________┐

DC ──┐______┘───────────────┐___________┘

SCK: _/‾_/‾_/‾_/‾_/‾_/‾_/‾_/‾_

MOSI:  ↑bit 7  ↑bit 6  ↑bit 5  ... ↑bit 0

• 命令与数据由 DC 控制；
• 每次传输前需切换 DC 状态。

三线 SPI 时序示意：

CS ─────────┐___________________________┐

SCK: _/‾_/‾_/‾_/‾_/‾_/‾_/‾_/‾_

SDA: b 7 b 6 b 5 b 4 b 3 b 2 b 1 b 0

• b 7=0 表示命令；
• b 7=1 表示数据；
• 无需额外 DC 信号。

五、接口选择与工程建议

应用环境	推荐接口类型	说明
低功耗、单片机系统（如 STM 32 F 0、51、ESP 8266）	三线 SPI	线少、省空间，适合小屏幕
中等分辨率彩屏（320×240、480×272）	四线 SPI	稳定、调试简单、传输速度快
高分辨率 TFT 屏（≥800×480）	LVDS / MIPI / RGB	SPI 速率不足，不建议使用 SPI 驱动
抗干扰要求高的工业设备	四线 SPI + 硬件隔离	独立 DC 线抗干扰性更佳

六、典型驱动芯片与 SPI 配置表

 

控制IC	支持接口	默认模式	典型应用
ST7735/ST7789	3/4线SPI	4 线 SPI	1.44~2.8 寸TFT彩屏
ILI9341/iLI94884	4线SPI / 8080 并口	4 线 SPI	2.4~4.3 寸液晶屏
ST7567/ST7565	3线SPI	3线SPI	单色LCD模块
SSD1306/SH1106	3/4线SPI	可配置	OLED模块
HX8357/NT35510	并口+SPI	并口优先	高分辨率TFT屏

七、信号兼容与转换

在某些情况下，若主控或开发板仅支持四线 SPI，而 LCD 为三线 SPI，可通过软件模拟转换：

• 将 DC 信号编码进数据流的 MSB；
• 修改 SPI 驱动函数；
• 或使用逻辑门电路将三线扩展为四线（部分控制 IC 内部支持模式切换）。

但反向（四线→三线）一般不可直接混用，因 LCD 内部时序逻辑差异大，极易导致指令错误或显示异常。

八、实测对比

参数项	三线 SPI	四线 SPI
接口速率	1~4 MHz	8~20 MHz（取决于 IC）
初始化时间	稍慢	快速响应
显示延迟	明显	较小
抗干扰能力	一般	优秀
调试难度	高	低
成本	稍低	稍高（增加 1 引脚）

工业显示、车载仪表、智能电网终端推荐使用四线 SPI 接口屏，可有效减少因信号混扰导致的命令误触发。

SPI 三线接口：适合低速、小尺寸、低功耗的显示应用（如单色屏、低端 TFT 屏）。

SPI 四线接口：更适合中高分辨率、频繁刷新、抗干扰要求高的工业场景。

二者本质区别在于：命令/数据区分方式与信号线数量，不能完全互换。在工业项目或嵌入式系统设计中，应根据 MCU 通信速率、屏幕尺寸与环境要求综合选择。

杭州立煌科技有限公司作为一家专注于工业领域的液晶显示驱动方案提供商，与京东方（BOE）、天马（TIANMA）、龙腾（IVO）、友达（AUO）、群创（Innolux）、京瓷（Kyocera）等多家全球领先液晶面板制造商建立深度合作关系，专业供应多品牌、全系列的工业级液晶显示屏与定制化解决方案。

文章内容数据参考资料

1.维基百科：SPI

2.Panelook

3.leehon