基于51单片机SPI器件的串口控制

0 引 言
串行外设接口(Serial Peripheral Interface，SPI)是一种高速同步串行输入／输出端口，近年来广泛应用于移位寄存器、D／A转换器、A／D转换器、串行E2PROM、LED显示驱动器等外部设备的扩展。SPI接口可以共享，便于组成带多个SPI接口器件的系统。其传送速率可编程，连接线少，具有良好的扩展性。

1 SPI接口介绍
SPI是摩托罗拉公司推出的一种同步串行通信接口，用于微处理器、微控制器和外围扩展芯片之间的串行连接，现已发展成为一种工业标准。目前，各半导体公司推出了大量的带有SPI接口的具有各种各样功能的芯片，如RAM，E2PROM，FLASH ROM，A／D转换器、D／A转换器、LEDLCD显示驱动器、I／0接口芯片、实时时钟、UART收发器等，为用户的外围扩展提供了极其灵活而价廉的选择。由于SPI总线接口只占用微处理器四个I／O口线，故采用SPI总线接口可以简化电路设计。节省很多常规电路中的接口器件和I／O口线，提高设计的可靠性。目前，已有部分厂家的单片机具有SPI接口，如Philips的P89LPC900，Atmel的Atmega128等，但是，大部分单片机不支持SPI接口。在实际应用中，出于产品体积、成本和可扩展性等方面的考虑，设计人员往往希望使用不具备SPI接口的单片机来控制具备SPI接口的外围器件。现以AT89C2051单片机模拟SPI总线操作串行AD7390为例，如图1所示，介绍利用单片机的I／O口通过软件模拟SPI总线的实现方法。

SPI使用的四条线是串行时钟线(SCK)、主机输入从机输出线(MISO)、主机输出从机输入线(MOSI)、低电平有效的使能信号线(CS)。这样，仅需3～4根数据线和控制线即可扩展具有SPI接口的各种I／O器件。
SPI 总线具有以下特点：
(1)因连线较少，可简化电路设计。并行总线扩展方法通常需要8根数据线、8～16根地址线、2～3根控制线。而SPI总线设计，仅需4根数据线和控制线即可完成并行扩展所实现的功能。
(2)器件统一编址，并与系统地址无关，操作SPI独立性好。
(3)器件操作遵循统一的规范．使系统软硬件具有良好的通用性。