M68HC08 SPI接口详解：主从模式与数据传输

"SPI原理（中文版）- M68HC08串行外围接口" SPI，即Serial Peripheral Interface，是一种同步串行通信协议，广泛应用于微控制器与各种外围设备之间的数据交换。SPI系统通常包括四个主要引脚：串行时钟SPSCK、主机输入/从机输出数据线MISO、主机输出/从机输入数据线MOSI以及从机选择线SS。 1. SPI简介： SPI设计为全双工三线同步传输，支持主机和从机两种工作模式。它允许MCU通过3到4条数据和控制线与各种串行外围设备进行通信，如移位寄存器、LCD驱动器、A/D转换器等。在M68HC08单片机中，SPI提供了一种灵活的系统扩展方式，尤其是在I/O或存储器需求超出片内资源时。SPI的优势在于其高效的数据传输，具有可编程的主机频率和从机频率，以及中断功能。 2. SPI结构： - 引脚功能： - SPSCK：串行时钟线，同步数据传输的时钟源。在主机模式下，由MCU内部产生；在从机模式下，作为输入信号。 - MISO：主机输入/从机输出线，数据传输的高位先出（MSB First），在主机模式下用于数据输入，在从机模式下用于数据输出。 - MOSI：主机输出/从机输入线，同样遵循MSB First原则，主机模式下用于数据输出，从机模式下用于数据输入。 - SS：从机选择线，低电平有效，用于指定当前与哪个从机设备通信。 3. SPI操作： SPI通信的启动通常由主机发起，通过SPSCK产生时钟脉冲，MOSI和MISO则根据这些时钟同步传输数据。SPMSTR控制位设置为1允许主机模式，此时MISO是主机的输入，MOSI是输出。在从机模式下，角色反转，MISO变为从机的输出，MOSI则作为输入。 4. 控制与特性： - SPI还提供了四种可编程的主机频率，最高可达总线频率的一半。 - 从机模式下的最高频率等于总线频率。 - 串行时钟的相位和极性可编程，以适应不同设备的需求。 - 有两个独立的中断源：SPRF（接收缓冲区满）和SPTE（发送缓冲区空）。 - 方式错标志和溢出标志可用于中断处理，提高系统响应效率。 - 可配置为“线或”模式，兼容I2C协议。 - 输入口可以配置上拉电阻，增强信号稳定性。 SPI协议因其简单、高效和广泛的兼容性，被广泛应用在嵌入式系统中，尤其在需要与其他硬件组件进行串行通信时，如传感器、存储器和其他数字逻辑电路。理解并熟练运用SPI原理，对于开发基于M68HC08或其他支持SPI的微控制器的系统至关重要。