AVR单片机开发入门及实例简介

SPI总线系统是一种同步串行外设接口，它可以使MCU与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息。外围设置FLASHRAM、网络控制器、LCD显示驱动器、A/D转换器和MCU等。SPI总线系统可直接与各个厂家生产的多种标准外围器件直接接口，该接口一般使用4条线：串行时钟线（SCK）、主机输入/从机输出数据线MISO、主机输出/从机输入数据线MOSI和低电平有效的从机选择线（有的SPI接口芯片带有中断信号线INT、有的SPI接口芯片没有主机输出/从机输入数据线MOSI）。

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（用于单向传输时，也就是半双工方式）。也是所有基于SPI的设备共有的，它们是SDI（数据输入），SDO（数据输出），SCK（时钟）和CS（片选）。

●SDI——主设备数据输入，从设备数据输出。

●SDO——主设备数据输出，从设备数据输入。

●SCLK——时钟信号，由主设备产生。

●CS——从设备使能信号，由主设备控制。(www.xing528.com)

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。

其余的3根线负责通信。通信是通过数据交换完成的，这里先要知道SPI是串行通信协议，也就是说数据是逐位进行传输的。这就是SCK时钟线存在的原因，由SCK提供时钟脉冲，SDI、SDO则基于此脉冲完成数据传输。数据输出通过SDO线，数据在时钟上升沿或下降沿时改变，在紧接着的下降沿或上升沿被读取。完成一位数据传输，输入也使用同样原理。这样在至少8次时钟信号的改变（上沿和下沿为一次）就可以完成8位数据的传输。

要注意的是，SCK信号线只由主设备控制，从设备不能控制信号线。同样，在一个基于SPI的设备中，至少有一个主控设备。这样传输的特点：与普通的串行通信（普通的串行通信一次连续传送至少8位数据）不同，SPI允许数据一位一位地传送，甚至允许暂停，因为SCK时钟线由主控设备控制，当没有时钟跳变时，从设备不采集或传送数据。也就是说，主设备通过对SCK时钟线的控制可以完成对通信的控制。SPI还是一个数据交换协议：因为SPI的数据输入和输出线独立，所以允许同时完成数据的输入和输出。不同的SPI设备的实现方式不尽相同，主要是数据改变和采集的时间不同，在时钟信号上沿或下沿采集有不同定义，具体可参考相关器件的文档。

在点对点的通信中，SPI接口不需要进行寻址操作，且为全双工通信，显得简单高效。在多个从设备的系统中，每个从设备需要独立的使能信号，硬件上比I²C系统要稍微复杂一些。

SPI接口的缺点是没有指定的流控制，没有应答机制确认是否接收到数据。ATmegl16的SPI接口主要由4个引脚构成：SPICLK、MOSI、MISO及。其中SPICLK是整个SPI总线的公用时钟。MOSI、MISO作为主机和从机的输入输出的标志：MOSI是主机的输出，从机的输入；MISO是主机的输入，从机的输出。是从机的标志管脚，在互相通信的两个SPI总线的器件，管脚的电平低的是从机，相反管脚电平高的是主机。在一个SPI通信系统中，必须有主机。SPI总线可以配置成单主单从、单主多从、互为主从。