SPI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：

协议简单，相对数据速率高。
占用的Pin口较多
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：http://dlnware.com/theory/SPI-Bus

SPI的四种模式

这四种模式分别为：
模式	CPOL	CPHA
MODE0	0	0
MODE1	0	1
MODE2	1	0
MODE3	1	1

参考网站：http://dlnware.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。
　　利用C51单片机模拟SPI进行双机通信
　　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。

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：
　　利用C51单片机模拟SPI进行双机通信
　PS：在此项目中CS（片选）可以不用。

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^;//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^;//位定义Input

sbit SDO = P1^;//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()

    {

        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=; i<; ++i)//8bit，一位一位写

    {

        SCK = ;

        if (dat1 & 0x80)//判断当前最高位为1还是0

        {

            SDO = ;

        }

        else

        {

            SDO = ;

        }

        SCK = ;//上升沿发送数据

        dat1 <<= ;

        delay5us();

    }

}

/*-----SPI接收函数-----*/

/*-----下降沿接收-----*/

uchar SpiReceive()

{

    uchar i, dat0;

    dat0 = 0x00;//dat0初始化

    for (i=; i<; ++i)//8bit，一位一位读

    {

        dat0 <<= ;

        while(SCK == );

        while(SCK == );//等待下降沿，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 = ;//开启总中断

    ES = ;//打开串口中断

    SM0 = ;SM1 = ;//串口工作方式1，8位UART波特率可变

    REN = ;//串口允许接收

    TR1 = ;//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

{

    if (RI)//判断是否接收完成

    {

        RI = ;//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 = ;//软件清零

    }

}

PS：SDI和SDO需交叉连接。

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。