1.1SPI协议简述
SPI，是英语Serial Peripheral interface的缩写，顾名思义就是串行外围设备接口。由Motorola首创。SPI接口主要应用在 EEPROM，FLASH，实时时钟，AD转换器，还有数字信号处理器和数字信号解码器之间。SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线。
优缺点：
- 1.协议简单，相对数据速率高。
- 2.占用的Pin口较多
- 3.没有指定的流控制，没有应答机制确认是否接收到数据。
SPI的通信原理很简单，它以主从方式工作，这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备，需要至少4根线，事实上3根也可以（单向传输时）。也是所有基于SPI的设备共有的，它们是SDI，SDO，SCK，CS。
- SDO – 主设备数据输出，从设备数据输入
- SDI – 主设备数据输入，从设备数据输出
- SCK – 时钟信号，由主设备产生
- CS – 从设备使能信号，由主设备控制
CS: 其中CS是控制芯片是否被选中的，也就是说只有片选信号为预先规定的使能信号时（高电位或低电位），对此芯片的操作才有效，这就允许在同一总线上连接多个SPI设备成为可能。
SCK：SCK为时钟信号线，主要控制时序。相当于整个SPI协议是以SCK为准进行的。因此SCK的控制在每次发送中只能在主机的控制下进行，从机不可控制。
SDI/SDO： 通讯是通过数据交换完成的，这里先要知道SPI是串行通讯协议，也就是说数据是一位一位的传输的。SDO为主机发送，从机接收；SDI为主机接受，从机发送。
参考网站(请自行替换.)：dlnware点com/theory/SPI-Bus
1.2SPI的四种模式
这四种模式分别为：
模式 CPOL&CPHA
MODE0 CPOL=0;CPHA=0
MODE1 CPOL=0;CPHA=1
MODE2 CPOL=1;CPHA=0
MODE3 CPOL=1;CPHA=1
参考网站(请自行替换.)：dlnware点com/theory/SPI-Transfer-Modes
在这四种模式中，我们常用MODE0和MODE2。因为它便于操作。我便是使用的MODE2模式。这四种模式的区别在参考网站中有详细的描述，这里便不再赘述。
在MODE2模式下。时钟在空闲时始终置1，每产生一次下降沿便会发送1 bit 数据。大家可能已经想到，SPI协议可以在八位没有发出送完的情况下停止发送。
这里我跑了下示波器。
从图中清晰可见8个下降沿，时钟在空闲时始终置1。
其余的三个模式以此类推。 2.1软件模拟 我使用的单片机为STC89C52，内部没有SPI的资源，因此需要自己进行软件模拟。
利用串口中断，首先利用电脑A得串口助手发送的数据存入SBUF，再将SBUF的值通过SPI的SDO发送给从机的SDI接收，并存入从机的SBUF，显示在电脑B的串口助手上。
目的：电脑A发送数据，如：AB，电脑B可接收到AB。
如图：
PS：在此项目中CS（片选）可以不用。
2.2代码
- # include <reg52.h>//头文件
- # include <intrins.h>//头文件
- # define uchar unsigned char
- # define uint unsigned int
- sbit SCK = P1^0;//位定义时钟
- //sbit CS = P1^1;//位定义片选(使能) 此项目可以不使用
- sbit SDI = P1^2;//位定义Input
- sbit SDO = P1^3;//位定义Output
- /*-----函数声明-----*/
- void delay5us();
- void SpiSend(uchar dat1);
- uchar SpiReceive();
- void UARTInit();
- /*-----主函数-----*/
- void main()
- {
- UARTInit();
- while(1)
- {
- SBUF = SpiReceive();// 循环接收数据
- }
- ;//空语句
- }
-
- /*-----5微秒延时函数-----*/
- void delay5us()
- {
- _nop_();
- }
- /*-----CPHA=0;CPOL=1 模式2-----*/
- /*-----SPI发送函数-----*/
- /*-----上升沿发送-----*/
- void SpiSend(uchar dat1)
- {
- uchar i;
- for (i=0; i<8; ++i)//8bit，一位一位写
- {
- SCK = 0;
- if (dat1 & 0x80)//判断当前最高位为1还是0
- {
- SDO = 1;
- }
- else
- {
- SDO = 0;
- }
- SCK = 1;//上升沿发送数据
- dat1 <<= 1;
- delay5us();
- }
- }
- /*-----SPI接收函数-----*/
- /*-----下降沿接收-----*/
- uchar SpiReceive()
- {
- uchar i, dat0;
- dat0 = 0x00;//dat0初始化
- for (i=0; i<8; ++i)//8bit，一位一位读
- {
- dat0<<=1;
- while(SCK == 1);
- while(SCK == 0);//下降沿读取数据
- dat0 |= SDI;
- }
- return (dat0);//收到数据（返回值）dat0
- }
- /*-----串口（中断）初始化-----*/
- void UARTInit()
- {
- EA = 1;//开启总中断
- ES = 1;//打开串口中断
- SM0 = 0;SM1 = 1;//串口工作方式1，8位UART波特率可变
- REN = 1;//串口允许接收
- TR1 = 1;//启动定时器1
- TMOD |= 0X20;//定时器1，工作模式2 8位自动重装
- TH1 =0XFD;
- TL1 =0XFD;//设置波特率9600
- }
- /*-----串口中断服务函数-----*/
- void UART() interrupt 4
- {
- if (RI)//判断是否接收完成
- {
- RI = 0;//软件清零
- SpiSend(SBUF);// 转发接收到的数据
- }
- if (TI)//判断是否发送完成
- {
- TI = 0;//软件清零
- }
- }
PS：SDI和SDO需交叉连接。
3.总结
- 在发送数据时，时钟仅由发送端（主机）控制；
- SPI四种模式，只需将主从机同步一种模式即可；
- SCK，SDI，SDO，CS四个引脚由自己定义即可。
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