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SPI总线通信电路设计 由于 SPI(setial peripheralinterface)总线占用的接口线少，通信效率高，并且支持 大部分处理器芯片，因而是一种理想的选择。SPI是利用4根信号线进行通信的串行接口协 议，包括主／从两种模式。4个接口信号为：串行数据输入(MISO，主设备输入、从设备输 出)、串行数据输出(MOSI，主设备输出、从设备输入)、移位时钟(SCK)、低电平有效的 从设备使能信号(cs)。SPI最大的特点是由主设备时钟信号的出现与否来确定主／从设备间 的通信。一旦检测到主设备的时钟信号，数据开始传输。 由一个主机对接一个从机进行全双工通信的系统构成的方式。在该系统中，由于主机和 从机的角色是固定不变的，并且只有一个从机，因此，可以将主机的丽端接高电平，将从机 的 SS端固定接地。 图1 全双工主机／从机连接方法 本系统采用的是由两个单片机互相连接构成多主机通信系统，SPI主设备负责产生系统 时钟，并决定整个 SPI 网络的通信速率。所有的 SPI 设各都采用相同的接口方式，可以通 过调整处理器内部寄存器改变时钟的极性和相位。由于 SPI 器件并不一定遵循同一标准， 比如 EEPROM、DAC、ADC、实时时钟及温度传感器等器件的 SPI接口的时序都有所不同， 为了能够满足不同的接口需要，采用时钟的极性和相位可配就能够调整 SPi的通信时序。 SPI设各传输数据过程中总是先发送或接收高字节数据，每个时钟周期接收器或收发器 左移1位数据。对于小于16位的数据在发送之前必须左对齐，如果接收的数据小于16位则 采用软件将无效的数据位屏蔽，当主机发送一个连续的数据流时，有些外设能够进行多字节 传输。多数具有 SPI 接口的存储芯片就以这种方式工作。在这种传输方式下，从机的片选 端必须在整个传输过程中保持低电平。此时，一次传输可能会涉及到成千上万字节的信息， 而不必在每个字节的数据发送的前后都去检测其起始位和结束位，这正是同步传输方式优于 异步传输方式的原因所在。 虽然 SPI有以上优点，然而在远距离传输中却很少用到，原因主要是其抗干扰能力差过 可靠传输距离只有是1—3m。SPI 采用的是单端非平衡的传输方式，即传输的数据位的电压 电平是以公共地作为参考的。在这种传输方式中，对于已进入信号中的干扰是无法消除和减 弱的。而信号在传输过程中总会受到干扰，而且距离越长干扰越严重，以致于信号传输产生 错误。在这种条件下，信号传输就变得毫无意义了。另外，由于单端非平衡传输方式以公共 地作为参考点，地线作为信号回流线，因此也存在信号电流。当传输线两端的系统之间存在 交流电位差时，这个电位差将直接窜到信号中，形成噪声干扰。所以，为了解决抗干扰问题， 通常采用平衡传输 (balanced transmission)方式，这里采用比较常见的 RS-422。   由于 SPI(setial peripheralinterface)总线占用的接口线少，通信效率高，并且支 持大部分处理器芯片，因而是一种理想的选择。SPI 是利用4根信号线 进行通信的串 行接口协议，包括主／从两种模式。4个接口信号为：串行数据输入(MISO，主设备输 入、从设备输出)、串行数据输出(MOSI，主设备输出、从设备输入)、移位时钟(SCK)、 低电平有效的从设备使能信号(cs)。SPI最大的特点是由主设备时钟信号的出现与否来 确定主／从设备间的通信。一旦检测到主设备的时钟信号，数据开始传输。 目录  SPI工作方式简介  SPI的数据传输  SPI用户逻辑  SPI基本原理与结构 SPI工作方式简介 SPI是由美国摩托罗拉公司最先推出的一种同步串行传输规范，也是一种单片机外设芯 片串行扩展接口。 SPI模式可以允许同时同步发送和接收8位数据，并支持4种工作方式： 1. 串行数据输出，对应 RC5／SDO引脚； 2. 串行数据输入，对应 RC4／SDI／SDA引脚； 3. 串行时钟，对应 RC3／SCK／SCL引脚； 4. 从动方式选择，对应 RA5／SS／AN4引脚。 SPI模式下与之相关的寄存器有10个，其中4个是与 I2C模式共用的。 图1所示是由一个主机对接一个从机进行全双工通信的系统构成的方式。在该系统中， 由于主机和从机的角色是固定不变的，并且只有一个从机，因此，可以将主机的丽端接高电 平，将从机的 SS端固定接地。 图1 全双工主机／从机连接方法 若干个具备 SPI接口的单片机和若干片兼容 SPI 接口的外围芯片，可以在软件的控制 下，构成多种简单或者复杂的应用系统，例如以下3种。 （1）一个主机和多个从器件的通信系