SPI协议详解：主从模式数据交换实例与P89LPC900应用

SPI协议（Serial Peripheral Interface）是一种高效的串行通信接口，它专为连接微控制器和其他外围设备而设计，提供了全双工、同步的数据传输方式。SPI协议的主要特点是使用最少的线路——仅需四个信号线：SCK（时钟信号）、MOSI（Master Out, Slave In，主机发送，从机接收）、MISO（Master In, Slave Out，主机接收，从机发送）以及CS（Chip Select，片选信号）。这个接口通常用于控制多个从设备，通过SS引脚实现灵活的主从切换。 在一个简单的SPI通信实例中，比如一个8位寄存器的数据交换，数据以上升沿开始发送，下降沿接收。例如，主机的sbuff值为0xaa，从机的sbuff值为0x55。在每个时钟周期，数据按照高位先发送的原则传输。在第一次上升沿，主机将sbuff的最高位（1）发送到sdo，寄存器更新为0101010x，而在下降沿，寄存器的内容被sdi接收，寄存器变为0101010sdi。经过8个这样的时钟周期，两个寄存器的内容会完全交换，形成一个完整的16位数据传输，即两个字节。 SPI有主模式和从模式两种工作模式，这两种模式都能达到3Mbit/s的数据传输速率，同时提供了传输完成标志和写冲突保护功能。在实际应用中，如EPROM（如at25128）的SPI通信，会利用P89LPC900单片机的SPI接口。P89LPC900的SPI接口包括四个关键引脚：SPICLK、MOSI、MISO和/SS。SPICLK作为公共时钟源，MOSI和MISO分别对应数据的发送和接收，而/SS用于选择是作为主机还是从机。 在使用SPI总线时，一般遵循以下步骤： 1. 主机初始化SPI，设置时钟频率和模式。 2. 主机通过/SS信号线控制从机的片选状态。 3. 主机在MOSI线上发送命令或数据。 4. 从机接收数据并通过MISO线反馈。 5. 主机在下一个时钟周期读取MISO数据。 6. 数据传输完成后，可能还需要检查传输完成标志和处理写冲突。 SPI因其低引脚数、易于集成和节省空间的特点，被广泛应用在各种嵌入式系统中，特别是在存储器、传感器、显示器等外围设备的连接中。掌握SPI协议的原理和使用方法对于开发高效、简洁的硬件设计至关重要。