利用单片机的I/O口通过软件模拟SPI总线的实现方法
spi(serial peripheral interfacer 串行外设接口)是摩托罗拉公司推出的一种同步串行通讯接口，用于微处理器臌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，eeprom，flashrom，a／d转换器、d／a转换器、led／led显示驱动器、i／o接口芯片、实时时钟、uart收发器等等，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，采用spi总线接口可以简化电路没计，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。
现以 at89c205l单片机模拟spi总线操作串行eeprom 93ca6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。在这里，仅介绍读命令的时序和应用子程序。
93c46存储器spi总线的工作原理
93ca6作为从设备，其spi接口使用4条i／o口线：串行时钟线(sk)、输出数据线do、输入数据线di和高电平有效的从机选择线cs。其数据的传输格式是高位(msb)在前，低位(lsb)在后。93c46的spi总线接口读命令时序如图2所示。
软件模拟spi接口的实现方法
对于不带spi串行总线接口的at89c2051单片 机来说，可以使用软件来模拟spi的操作，图1所示 为at89c2051单片机与串行eeprom 93c46的硬件 连接图，其中，p1．0模拟spi主设备的数据输出端 sdo，p1．2模拟spi的时钟输出端sck，p1．3模拟 spi的从机选择端scs，p1．1模拟spi的数据输入 sdi。
上电复位后首先先将p1．2(sck)的初始状态设置为0(空闲状态)。
读操作：at89c2051首先通过p1．0口发送1位起始位(1)，2位操作码(10)，6位被读的数据地址(a5a4a3a2a1a0)，然后通过p1．1口读1位空位(0)，之后再读l6位数据(高位在前)。
写操作：at89c2051首先通过p1．0口发送1位起始位(1)，2位操作码(01)，6位被写的数据地址(a5a4a3a2a1a0)，之后通过p1．0口发送被写的l6位数据(高位在前)，写操作之前要发送写允许命令，写之后要发送写禁止命令。
写允许操作(wen))：写操作首先发送1位起始位(1)，2位操作码(00)，6位数据(11xxxx)。 写禁止操作(wds))：写操作首先发送1位起始位(1)，2位操作码(00)，6位数据(00xxxx)。
下面介绍用c51模拟spi的子程序。
1. //首先定义好i/o口 2. sbit sdo=p1^0；3. sbit sdi=p1^1；4. sbit sck=p1^ 2；5. sbit scs=p1^3；6. sbit acc_7= acc^7；7. unsigned int spiread(unsigned char add) 8. { 9. unsigned char i；10. unsigned int datal6；11. add&=0x3f；/*6位地址*/ 12. add |=0x80；/*读操作码l0*/ 13. sdo=1；/*发送1为起始位*/ 14. sck=0；15. sck=1；16. for(i=0；<8；i++)/*发送操作码和地址*/ 17. { 18. if(add&0x80==1) 19. sdo=1；20. else 21. sdo=0；22. sck=0；/*从设备上升沿接收数据*/ 23. sck=1；24. add<<= 1；25. } 26. sck=1；/*从设备时钟线下降沿后发送数据，空读1位数据*/ 27. sck=0；28. datal6<<= 1;/*读16位数据*/ 29. for(i=0；<16；i++) 30. { 31. sck= 1；32. _nop_()；33. if(sdi==1) 34. datal6|=0x01；35. sck =0；36. datal6< < =1；37. } 38. return datal6；39. } 对于不同的串行接口外围芯片，它们的时钟时序是不同的。上述子程序是针对在sck的上升沿输入(接收)数据和在下降沿输出(发送)数据的器件。这些子程序也适用于在串行时钟)的上升沿输入和下降沿输出的其它各种串行外围接口芯片，只要在程序中改变p1．2(sck)的输出电平顺序进行相应调整即可。
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对于不带spi串行总线接口的at89c2051单片 机来说，可以使用软件来模拟spi的操作，图1所示 为at89c2051单片机与串行eeprom 93c46的硬件 连接图，其中，p1．0模拟spi主设备的数据输出端 sdo，p1．2模拟spi的时钟输出端sck，p1．3模拟 spi的从机选择端scs，p1．1模拟spi的数据输入 sdi。
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写操作：at89c2051首先通过p1．0口发送1位起始位(1)，2位操作码(01)，6位被写的数据地址(a5a4a3a2a1a0)，之后通过p1．0口发送被写的l6位数据(高位在前)，写操作之前要发送写允许命令，写之后要发送写禁止命令。
写允许操作(wen))：写操作首先发送1位起始位(1)，2位操作码(00)，6位数据(11xxxx)。 写禁止操作(wds))：写操作首先发送1位起始位(1)，2位操作码(00)，6位数据(00xxxx)。
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1. //首先定义好i/o口 2. sbit sdo=p1^0；3. sbit sdi=p1^1；4. sbit sck=p1^ 2；5. sbit scs=p1^3；6. sbit acc_7= acc^7；7. unsigned int spiread(unsigned char add) 8. { 9. unsigned char i；10. unsigned int datal6；11. add&=0x3f；/*6位地址*/ 12. add |=0x80；/*读操作码l0*/ 13. sdo=1；/*发送1为起始位*/ 14. sck=0；15. sck=1；16. for(i=0；<8；i++)/*发送操作码和地址*/ 17. { 18. if(add&0x80==1) 19. sdo=1；20. else 21. sdo=0；22. sck=0；/*从设备上升沿接收数据*/ 23. sck=1；24. add<<= 1；25. } 26. sck=1；/*从设备时钟线下降沿后发送数据，空读1位数据*/ 27. sck=0；28. datal6<<= 1;/*读16位数据*/ 29. for(i=0；<16；i++) 30. { 31. sck= 1；32. _nop_()；33. if(sdi==1) 34. datal6|=0x01；35. sck =0；36. datal6< < =1；37. } 38. return datal6；39. } 对于不同的串行接口外围芯片，它们的时钟时序是不同的。上述子程序是针对在sck的上升沿输入(接收)数据和在下降沿输出(发送)数据的器件。这些子程序也适用于在串行时钟)的上升沿输入和下降沿输出的其它各种串行外围接口芯片，只要在程序中改变p1．2(sck)的输出电平顺序进行相应调整即可。
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