怎樣設(shè)計一個基于AVR單片機的SPI串行外設(shè)接口？

1、AVR單片機的SPI接口

SPI（SerialPeripheralINTE RF ACE---串行外設(shè)接口）總線系統(tǒng)是一種同步串行外設(shè)接口，允許MCU與各種外圍設(shè)備以串行方式進行通信、數(shù)據(jù)交換，廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)控制領(lǐng)域?；诖藰?biāo)準(zhǔn)，SPI系統(tǒng)可以直接于各個廠家生產(chǎn)的多種標(biāo)準(zhǔn)外圍器件直接接口。SPI接口通常包含有4根線：串行時鐘（SCK）、主機輸入/從機輸出數(shù)據(jù)線（MISO）、主機輸出/從機輸入數(shù)據(jù)線（MOSI）和低電平有效的從機選擇線SS。在從機選擇線SS使能的前提下，主機的SCK脈沖將在數(shù)據(jù)線上傳輸主/從機的串行數(shù)據(jù)。主/從機的典型連接圖如圖（1）所示：

圖（1）主/從機的連接圖

串行外設(shè)接口SPI允許ATmega16和外設(shè)之間進行高速的同步數(shù)據(jù)傳輸。ATmega16SPI的特點如下：全雙工，3線同步數(shù)據(jù)傳輸，主/從機操作，LSB首先發(fā)送或MSB首先發(fā)送，7種可編程的比特率，傳送中斷結(jié)束，寫碰撞標(biāo)志檢測，可以從閑置模式喚醒，作為主機時具有雙速模式（CK/2）。

如圖（2）所示，系統(tǒng)包括兩個移位寄存器和一個主時鐘發(fā)生器。通過將需要的從機的SS引腳拉低，主機啟動一次通信過程。主機和從機將需要的數(shù)據(jù)放到相應(yīng)的移位寄存器，主機在SCK引腳上產(chǎn)生時鐘脈沖以交換數(shù)據(jù)。主機的數(shù)據(jù)從MOSI移出，從從機MISO移入。從機的數(shù)據(jù)從MISO移出，從從機MOSI移入。主機通過將從機的SS拉高實現(xiàn)與從機的同步。

怎樣設(shè)計一個基于AVR單片機的SPI串行外設(shè)接口？

圖（2）SPI主機-從機的互連

下面將介紹SPI的幾個特殊寄存器：

1.1SPI的控制寄存器—SPCR

怎樣設(shè)計一個基于AVR單片機的SPI串行外設(shè)接口？

SPIE為SPI中斷使能，置位后，只要SPSR寄存器的SPIF和SREG寄存器的全局中斷使能位置位，就會引發(fā)SPI中斷。SPE置位將使能SPI，DORD置位時數(shù)據(jù)的LSB首先發(fā)送；否則數(shù)據(jù)的MSB首先發(fā)送。MSTR置位時選擇主機模式，否則為從機。CPOL置位表示空閑SCK為高電平；否則空閑時SCK為低電平。CPHA決定數(shù)據(jù)是在SCK的起始沿采樣還是在SCK的結(jié)束沿采樣。通過對SPR1、SPR0進行設(shè)計，確定主機的SCK速率。

1.2SPI的狀態(tài)寄存器—SPSR

怎樣設(shè)計一個基于AVR單片機的SPI串行外設(shè)接口？

SPIF為中斷標(biāo)志位，串行發(fā)送結(jié)束后，SPIF置位。若此時寄存器 SPCR的SPIE和全局中斷使能位置位，SPI中斷即產(chǎn)生。進入中斷例程后SPIF將自動清零。在發(fā)送當(dāng)中對SPI數(shù)據(jù)寄存器SPDR寫數(shù)據(jù)將置位WCOL，SPI2X置位后SPI的速度加倍。

1.3SPI的數(shù)據(jù)寄存器—SPDR

怎樣設(shè)計一個基于AVR單片機的SPI串行外設(shè)接口？

SPDR數(shù)據(jù)寄存器為讀/寫寄存器，用來在寄存器文件SPI移位寄存器之間傳輸數(shù)據(jù)。寫寄存器將啟動數(shù)據(jù)傳輸，讀寄存器將讀取寄存器的接收緩沖器。SPI系統(tǒng)的發(fā)送方向只有一個緩沖器，而在接收方向有兩個緩沖器。也就是說，在發(fā)送時一定要等到移位過程全部結(jié)束后才能對SPI數(shù)據(jù)寄存器執(zhí)行寫操作。而在接收數(shù)據(jù)時，需要在下一個字符移位過程結(jié)束之前通過訪問SPI數(shù)據(jù)寄存器讀取當(dāng)前接收到的字符。否則第一個字節(jié)將丟失。

比起8051使用軟件模擬時序?qū)崿F(xiàn)SPI功能來，AVR的硬件SPI實在是先進了許多。通過讀寫相應(yīng)的寄存器就能輕松實現(xiàn)SPI的操作，使得編程變得更加方面。下面是使用AVR SPI的幾個步驟：

首先，應(yīng)設(shè)置相應(yīng)管腳的讀寫寄存器以設(shè)定數(shù)據(jù)傳輸方向。在Mega16里，SPI的接口為以下管腳：PB4-PB7 （SS/MOSI/MISO/CLK）。如果工作在主模式則可以這么寫（PORTB=0xff; DDRB=0xBF; PB7（SCK）：輸出 PB6（MISO）：輸入 PB5（MOSI）：輸出 PB4（SS）：輸出）

接著還需要設(shè)定SPI工作寄存器，控制的寄存器只有三個：SPDR（SPI數(shù)據(jù)寄存器）、SPCR（SPI控制寄存器）、SPSR（SPI狀態(tài)寄存器），其中SPDR是讀寫移位寄存器中的值，SPSR中包括了SPIE：SPI中斷使能位 SPE：SPI使能位 DORD：數(shù)據(jù)傳送從最高位或最低位開始MSTR：主從工作方式選擇 COPL/CPHA：時鐘極性相位選擇 SPR1/SPR0：時鐘速率選擇；SPSR中主要是幾個狀態(tài)標(biāo)志位，用來做軟件查詢，SPIF：SPI中斷標(biāo)志位 WCOL：沖則可以如下設(shè)置突標(biāo)志位如果使用的是軟件查詢， SPCR中只需要置SPE和MSTR兩位。

隨后的工作就是往SPDR里讀寫數(shù)據(jù)，需要注意的是一次最少讀寫一個Byte（8 bit）的數(shù)據(jù)，這和硬件的設(shè)計有關(guān)。在讀取數(shù)據(jù)前需要先寫入數(shù)據(jù)。可以一次讀寫一個字節(jié)，也可以塊讀寫，在OurAVR上的例程中這兩種方式均有。

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2017-09-01 11:23:01

SPI總線的組成及其在51單片機系統(tǒng)中的實例分析

MCS51系列、MCS96系列等單片機由于都不帶SPI串行總線接口而限制了其在SPI總線接口器件的使用。文中介紹了SPI串行總線的特征和時序，并以串行E2PROM為例，給出了在51系列單片機上利用I

2017-11-16 13:31:04

單片機串行通信及SPI通信教程

單片機串行通信及SPI通信

2017-12-20 12:18:32

AVR單片機技術(shù)

單片機就是一臺微型電腦。麻雀雖小，五臟俱全，單片機將微型電腦的所有基本部分都集成在一片硅片上。AVR單片機是完全集成的混合信號系統(tǒng)級芯片（SoC），具有單指令RISC內(nèi)核，片內(nèi)集成了數(shù)據(jù)采集

2018-01-04 11:07:36

TB3157 - 8位PIC?單片機上的串行外設(shè)接口（SPI）通信

串行外設(shè)接口SPI一直以來是PIC MCU內(nèi)核外設(shè)集的一部分。PIC18（L）f2x/4xk42單片機系列引入的最新特性之一是用于實現(xiàn)SPI功能的單獨模塊。

2018-03-21 11:09:42

使用硬件模塊實現(xiàn)8051 MCU與SPI串行EEPROM的接口

Microchip Technology的25XXX系列串行EEPROM支持半雙工協(xié)議，該協(xié)議可在主從模式中發(fā)揮作用，非常適合于數(shù)據(jù)流應(yīng)用。總線由單片機（主器件）控制，單片機可通過簡單的兼容串行外設(shè)

2018-03-29 10:48:53

8051 MCU與SPI串行EEPROM的接口設(shè)計

Microchip Technology的25XXX系列串行EEPROM支持半雙工協(xié)議，在主從模式下該功能非常適用于數(shù)據(jù)流應(yīng)用?？偩€由一個單片機（主器件）控制，通過一個簡單的兼容串行外設(shè)接口（SPI

2018-03-29 13:58:52

dsPIC33E/PIC24E器件之串行外設(shè)接口（SPI）

串行外設(shè)接口（Serial Peripheral Interface，SPI）模塊是用于同其他外設(shè)或單片機進行通信的同步串行接口。這些外設(shè)可以是串行 EEPROM、移位寄存器、顯示驅(qū)動器和 A/D 轉(zhuǎn)換器等。SPI 模塊與 Motorola 的 SPI 和 SIOP 接口兼容。

2018-06-03 09:19:00

dsPIC30F系列參考手冊之串行外設(shè)接口（SPI）

串行外設(shè)接口（Serial Peripheral Interface，SPI）模塊是用于同其他外設(shè)或單片機進行通信的同步串行接口。這些外設(shè)器件可以是串行 EEPROM、移位寄存器、顯示驅(qū)動器和 A/D 轉(zhuǎn)換器等。 SPI 模塊與 Motorola 的 SPI 和 SIOP 接口兼容。

2018-06-22 08:20:00

dsPIC30F系列參考手冊之串行外設(shè)接口（SPI）（第二部分）

串行外設(shè)接口（Serial Peripheral Interface，SPI）模塊是用于同其他外設(shè)或單片機器件進行通信的同步串行接口。這些外設(shè)可以是串行 EEPROM、移位寄存器、顯示驅(qū)動器和 A/D 轉(zhuǎn)換器等。 SPI 模塊與 Motorola 的 SPI 和 SIOP 接口兼容。

2018-06-22 04:20:00

PIC24F系列參考手冊之串行外設(shè)接口（SPI）

串行外設(shè)接口（Serial Peripheral Interface，SPI）模塊是用于同其他外設(shè)或單片機器件進行通信的同步串行接口。這些外設(shè)器件可以是串行 EEPROM、移位寄存器、顯示驅(qū)動器和 A/D 轉(zhuǎn)換器等。 SPI 模塊與 Motorola 的 SPI 和 SIOP 接口兼容。

2018-06-24 03:20:00

PIC24H系列參考手冊之串行外設(shè)接口（SPI）

串行外設(shè)接口（Serial Peripheral Interface，SPI）模塊是用于同其他外設(shè)或單片機器件進行通信的同步串行接口。這些外設(shè)可以是串行 EEPROM、移位寄存器、顯示驅(qū)動器和 A

2018-06-25 03:20:00

AN909中文手冊之SPI串行EEPROM與PIC16單片機的接口設(shè)計

本文主要介紹了AN909中文手冊之SPI串行EEPROM與PIC16單片機的接口設(shè)計.

2018-06-28 11:25:00

AN1006中文手冊之SPI串行EEPROM與PIC18單片機的接口設(shè)計

本文主要介紹了AN1006中文手冊之SPI串行EEPROM與PIC18單片機的接口設(shè)計.

2018-06-28 10:25:00

PIC32系列參考手冊之串行外設(shè)接口（SPI）

本文主要介紹了PIC32系列參考手冊之串行外設(shè)接口（SPI）。

2018-06-06 17:28:00

基于AVR單片機的USART通信接口部分（上）

AVR單片機USART通信接口的原理和使用

2018-07-04 10:51:00

5110

AVR單片機：關(guān)于USART通信接口的原理和使用的介紹（2）

AVR單片機USART通信接口的原理和使用

2018-07-11 00:13:00

4638

AVR單片機十日通：關(guān)于異步串行通信與字符型液晶介紹（1）

欣世紀(jì)電子阿迪老師單片機系列視頻教程之《AVR單片機十日通》，這是第九日：異步串行通信USART接口與1602字符型液晶A，非常常用的模塊

2018-07-10 03:12:00

4035

AVR單片機入門教程之AVR單片機的詳細資料概述

本文檔的主要內(nèi)容詳細介紹的是AVR單片機入門教程之AVR單片機的詳細資料概述內(nèi)容包括了：1.AVR單片機的特點，分類2.TMega16的資源及接口3.電平特性4.十六進制5.二進制數(shù)的邏輯運算 6.AVR單片機C語言概述IO端口應(yīng)用

2018-10-22 17:15:29

如何使用串口實現(xiàn)AVR單片機的ISP功能詳細方法概述

ATMEI．公司研發(fā)的AVR單片機提供一個同步串行通信接17 SPI（Serial Peripheral Interface），用戶能夠通過計算機的并行接口或串行接口對其內(nèi)部程序存儲器編程。實際上

2018-10-23 19:32:56

SPI串行外設(shè)接口的編程說明資料免費下載

本文檔的主要內(nèi)容詳細介紹的是SPI串行外設(shè)接口的編程說明資料免費下載。

2019-03-25 08:00:00

如何自制一個AVR單片機ISP下載線

自制AVR單片機ISP下載線 單片機編程器的作用是將調(diào)試好的程序燒寫到單片機的存儲器中。本文介紹的AVR單片機ISP下載線的成本只有10元左右，非常適合初學(xué)者自制。 AVR單片機的程序可以使用串行在線編程（ISP）方式下載寫入，即可直接在電路板上進行程序的燒寫和修改，所需的裝置就是一根ISP下載線。

2020-03-06 15:34:00

4866

如何設(shè)計一個單片機無線串行接口電路

介紹一種采用MICRF102單片發(fā)射芯片，MICRF007單片接收芯片構(gòu)成的單片機無線串行接口電路

2020-04-27 08:00:00

基于AT89S51單片機的SPI與線陣CCD接口設(shè)計

interface）是一種串行外設(shè)接口標(biāo)準(zhǔn)，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速發(fā)送和接收。利用SPI與線陣CCD接口需要解決時序匹配和高速數(shù)據(jù)采集兩個關(guān)鍵問題。目前有些單片機內(nèi)嵌了SPI，為解決上述問題創(chuàng)造了條件。如能通過單片機及內(nèi)嵌SPI實現(xiàn)與線陣CCD的接口，將能簡化電路，具有較大的實用價值

2020-07-14 10:54:47

3138

8051MCU與SPI串行EEPROM的接口設(shè)計

Microchip Technology的25XXX系列串行EEPROM支持半雙工協(xié)議，在主從模式下該功能非常適用于數(shù)據(jù)流應(yīng)用。總線由一個單片機（主器件）控制，通過一個簡單的兼容串行外設(shè)接口（SPI

2021-04-02 14:20:42

使用C18編譯器進行SPI串行EEPROM與PIC18單片機的接口設(shè)計

本應(yīng)用筆記提供了幫助以及源代碼，便于設(shè)計人員在不使硬件串行端口的情況下，進行MicrochipPIC18F1220 PICmicro? 單片機與 Microchip SPI 串行EEPROM 的接口設(shè)計。

2021-05-11 09:39:58

SPI串行EEPROM與PIC18單片機的接口設(shè)計

本應(yīng)用筆記提供了幫助以及源代碼，以便于設(shè)計人員進行Microchip PIC18F1220 PICmicro?單片機與MicrochipSPI 串行 EEPROM 的接口設(shè)計，而不使用硬件串行端口。

2021-05-11 09:52:09

使用MSSP模塊進行SPI串行EEPROM與PIC18單片機的接口設(shè)計

使用MSSP模塊進行SPI串行EEPROM與PIC18單片機的接口設(shè)計說明。

2021-05-11 10:09:56

SPI串行EEPROM與PICmicro單片機的接口設(shè)計

本應(yīng)用筆記提供了設(shè)計思路和源代碼，以方便設(shè)計人員進行Microchip中檔單片機PIC16F877和Microchip SPI串行 EEPROM 器件之間的通信設(shè)計。主控同步串口模塊（MSSP）上

2021-05-11 10:12:28

基于AVR單片機SPI的串行ADC接口設(shè)計

基于AVR單片機SPI的串行ADC接口設(shè)計(開關(guān)電源技術(shù)與設(shè)計pdf百度云)-該文檔為基于AVR單片機SPI的串行ADC接口設(shè)計總結(jié)文檔，是一份不錯的參考資料，感興趣的可以下載看看，，，，，，，，，，，，，，，，，

2021-09-22 17:24:40

AVR單片機教程--AVR單片機的ADC

AVR單片機教程--AVR單片機的ADC(實用電源技術(shù)答案)-該文檔為AVR單片機教程--AVR單片機的ADC講解教程，感興趣的可以下載看看，，，，，，，，，，，，，，，，，，，

2021-09-24 15:49:48

AVR單片機SPI的串行ADC接口的設(shè)計

AVR單片機SPI的串行ADC接口的設(shè)計(電源技術(shù)的新技術(shù)發(fā)展方向)-AVR單片機SPI的串行ADC接口的設(shè)計 SPI（SerialPeripheralInterface---串行外設(shè)接口）總線系統(tǒng)

2021-09-28 10:02:36

第9章：串行外設(shè)接口模塊(SPI)PPT下載

第9章：串行外設(shè)接口模塊(SPI)PPT下載

2021-10-08 14:56:42

51單片機的串行接口介紹

51單片機的串行接口介紹串行口結(jié)構(gòu)設(shè)置工作方式（串行口控制寄存器SCON）設(shè)置波特率 51單片機內(nèi)部集成1~2個可編程通用異步串行通信接口（即UART），采用全雙工制式。該通信接口有四種工作方式

2021-11-11 20:06:01

單片機與單片機，怎樣“交談”？

還要與上位機通信的話，硬件資源是不夠的。這種方法一般用于單片機有硬件 UART 且不需與外界進行串行通信或采用雙 UART 單片機的場合。②采用片內(nèi) SPI 接口或 I2C 總線模塊串行通信形式。SPI/I2C 接口具有硬件簡單、軟件編程容易等特點，但目前大多數(shù)單片機不具備硬

2021-11-24 13:06:03