M68HC08 SPI原理详解及全双工应用

SPI (Serial Peripheral Interface) 是一种同步串行接口，广泛应用于M68HC08系列单片机中，用于MCU与各种外围设备进行高效、低成本的通信。SPI系统设计精巧，具有全双工通信能力，支持主机和从机工作模式，这意味着它可以在两个角色间切换，既能发送也能接收数据。它的主要特点是： 1. **简化硬件连接**：SPI只需要3到4条数据和控制线（SPSCK、MISO、MOSI和SS），这使得系统扩展I/O或存储器接口器件变得非常方便，无需额外增加大量线路。 2. **多模式操作**： - **主机模式**：当MCU作为主设备时，通过MOSI发送数据，MISO接收数据，且可以通过SPMSTR位控制线实现数据传输。 - **从机模式**：当MCU作为从设备时，MOSI成为输入线，MISO则为输出线，SS用于选择从机。 3. **灵活的频率控制**： - 主机模式下，有四种可编程的主机工作频率，最高可达总线频率的一半。 - 从机模式下，最高频率等于总线频率，提供更高的数据传输速度。 4. **可编程时钟和极性**：允许用户在串行时钟信号中设定相位和极性，以适应不同设备的需求。 5. **中断机制**： - 提供两个中断源：SPRF（接收器满）和SPTE（发送器空），当相应条件满足时，可以触发中断。 - 方式错误和溢出标志也会引发中断，便于处理错误情况。 6. **兼容性**：SPI支持“线或”模式，与I2C协议兼容，使得与其他I2C设备的集成更加简单。 7. **I/O线灵活性**：当SPI设置为输入模式时，IO口可配置为带上拉电阻，方便与外部电路连接。 SPI的引脚包括： - SPSCK：串行时钟，用于同步数据传输，为主机时输出，从机时输入。 - MISO：主机输入/从机输出数据线，数据先从高位传输到低位。 - MOSI：主机输出/从机输入数据线，数据从主机流向从机。 - SS：低有效从机选择线，用于选择不同的从机设备。 SPI接口的这些特性使得M68HC08单片机能够与各种外围设备无缝集成，提高了系统的灵活性和性能，是许多嵌入式系统设计中的关键组件。了解并掌握SPI原理对于开发基于M68HC08平台的项目至关重要。