SPI(Serial Peripheral Interfacer 串行外設(shè)接口)是摩托羅拉公司推出的一種同步串行通訊接口，用于微處理器臌控制器和外圍擴(kuò)展芯片之間的串行連接，現(xiàn)已發(fā)展成為一種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，目前，各半導(dǎo)體公司推出了大量的帶有SPI接口的具有各種各樣功能的芯片，如RAM，EEPROM，F(xiàn)lashROM，A／D轉(zhuǎn)換器、D／A轉(zhuǎn)換器、LED／LED顯示驅(qū)動(dòng)器、I／O接口芯片、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、UART收發(fā)器等等，為用戶的外圍擴(kuò)展提供了極其靈活而價(jià)廉的選擇。由于SPI總線接口只占用微處理器四個(gè)I／O口線，采用SPI總線接口可以簡(jiǎn)化電路沒計(jì)，節(jié)省很多常規(guī)電路中的接口器件和I／O口線，提高設(shè)計(jì)的可靠性。

現(xiàn)以 AT89C205l單片機(jī)模擬SPI總線操作串行EEPROM 93CA6為例，如圖1所示，介紹利用單片機(jī)的I／O口通過軟件模擬SPI總線的實(shí)現(xiàn)方法。在這里，僅介紹讀命令的時(shí)序和應(yīng)用子程序。

93C46存儲(chǔ)器SPI總線的工作原理

93CA6作為從設(shè)備，其SPI接口使用4條I／O口線：串行時(shí)鐘線(SK)、輸出數(shù)據(jù)線DO、輸入數(shù)據(jù)線DI和高電平有效的從機(jī)選擇線CS。其數(shù)據(jù)的傳輸格式是高位(MSB)在前，低位(LsB)在后。93C46的SPI總線接口讀命令時(shí)序如圖2所示。

軟件模擬SPI接口的實(shí)現(xiàn)方法

對(duì)于不帶SPI串行總線接口的AT89C2051單片 機(jī)來(lái)說(shuō)，可以使用軟件來(lái)模擬SPI的操作，圖1所示 為AT89C2051單片機(jī)與串行EEPROM 93C46的硬件 連接圖，其中，P1．0模擬SPI主設(shè)備的數(shù)據(jù)輸出端 SDO，P1．2模擬SPI的時(shí)鐘輸出端SCK，P1．3模擬 SPI的從機(jī)選擇端SCS，P1．1模擬SPI的數(shù)據(jù)輸入 SDI。
上電復(fù)位后首先先將P1．2(SCK)的初始狀態(tài)設(shè)置為0(空閑狀態(tài))。
讀操作：AT89C2051首先通過P1．0口發(fā)送1位起始位(1)，2位操作碼(10)，6位被讀的數(shù)據(jù)地址(A5A4A3A2A1A0)，然后通過P1．1口讀1位空位(0)，之后再讀l6位數(shù)據(jù)(高位在前)。
寫操作：AT89C2051首先通過P1．0口發(fā)送1位起始位(1)，2位操作碼(01)，6位被寫的數(shù)據(jù)地址(A5A4A3A2A1A0)，之后通過P1．0口發(fā)送被寫的l6位數(shù)據(jù)(高位在前)，寫操作之前要發(fā)送寫允許命令，寫之后要發(fā)送寫禁止命令。
寫允許操作(WEN))：寫操作首先發(fā)送1位起始位(1)，2位操作碼(00)，6位數(shù)據(jù)(11XXXX)。 寫禁止操作(WDS))：寫操作首先發(fā)送1位起始位(1)，2位操作碼(00)，6位數(shù)據(jù)(00XXXX)。

下面介紹用C51模擬SPI的子程序。

1. //首先定義好I/O口 2. sbit SDO=P1^0；3. sbit SDI=P1^1；4. sbit SCK=P1^ 2；5. sbit SCS=P1^3；6. sbit ACC_7= ACC^7；7. unsigned int SpiRead(unsigned char add) 8. { 9. unsigned char i；10. unsigned int datal6；11. add&=0x3f；/*6位地址*/ 12. add |=0x80；/*讀操作碼l0*/ 13. SDO=1；/*發(fā)送1為起始位*/ 14. SCK=0；15. SCK=1；16. for(i=0；<8；i++)/*發(fā)送操作碼和地址*/ 17. { 18. if(add&0x80==1) 19. SDO=1；20. else 21. SDO=0；22. SCK=0；/*從設(shè)備上升沿接收數(shù)據(jù)*/ 23. SCK=1；24. add<<= 1；25. } 26. SCK=1；/*從設(shè)備時(shí)鐘線下降沿后發(fā)送數(shù)據(jù)，空讀1位數(shù)據(jù)*/ 27. SCK=0；28. datal6<<= 1;/*讀16位數(shù)據(jù)*/ 29. for(i=0；<16；i++) 30. { 31. SCK= 1；32. _nop_()；33. if(SDI==1) 34. datal6|=0x01；35. SCK =0；36. datal6< < =1；37. } 38. return datal6；39. }? 對(duì)于不同的串行接口外圍芯片，它們的時(shí)鐘時(shí)序是不同的。上述子程序是針對(duì)在SCK的上升沿輸入(接收)數(shù)據(jù)和在下降沿輸出(發(fā)送)數(shù)據(jù)的器件。這些子程序也適用于在串行時(shí)鐘)的上升沿輸入和下降沿輸出的其它各種串行外圍接口芯片，只要在程序中改變P1．2(SCK)的輸出電平順序進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整即可。