51单片机快速入门之 SPI通信 2025年4月29日09:26:32

SPI通信 :

SPI（Serial Peripheral Interface）通信是一种同步串行数据传输协议，主要用于嵌入式系统内部设备之间的通信。它由Motorola公司在2000年提出，广泛应用于微控制器、传感器、存储设备等之间的数据传输。

SPI通信的主要特点包括：

1. 四线制：

   • SCLK（Serial Clock）：时钟信号线，由主设备提供，用于同步数据传输。
   • MOSI（Master Out Slave In）：主设备输出，从设备输入的数据线。
   • MISO（Master In Slave Out）：主设备输入，从设备输出的数据线。
   • SS/CS（Slave Select/Chip Select）：片选信号线，用于选择从设备。

2. 主从模式：

   • 主设备（Master）：控制时钟信号，发起通信，通常是微控制器。
   • 从设备（Slave）：接收时钟信号，响应主设备的通信请求，通常是传感器、存储芯片等。

3. 全双工通信：

   • 数据可以在MOSI和MISO两条线上同时传输，实现双向通信。

4. 时钟极性和相位：

   • CPOL（Clock Polarity）：时钟空闲状态的电平。
   • CPHA（Clock Phase）：数据采样的时钟边沿。
   • 这两个参数决定了数据在时钟的哪个边沿进行采样和发送，确保主从设备之间的同步。

5. 高速传输：

   • SPI支持较高的传输速率，时钟频率可以达到几十兆赫兹。

6. 简单硬件连接：

   • 只需要四根信号线，硬件连接相对简单。

SPI通信的应用场景包括：

• 存储器：如Flash、EEPROM等。
• 存储卡：如MMC、SD卡等。
• 传感器：如温度传感器、加速度计等。
• 显示设备：如LCD、OLED等。

优点：

• 支持全双工通信，数据传输效率高。
• 时钟信号由主设备控制，易于实现同步。
• 硬件连接简单，不需要上拉电阻。
• 支持高速应用，传输速率高。

缺点：

• 需要四根信号线，相比I2C等协议线数较多。
• 没有寻址机制，只能通过片选信号选择从设备。
• 没有数据流控制和从设备接收数据确认机制。
• 没有统一的国际组织维护，不同厂商的实现可能有差异。

以下代码由360智脑生成: 

#include <reg51.h>// 定义引脚 
sbit SCLK = P1^0;  // 时钟信号引脚 
sbit MOSI = P1^1;  // 主输出从输入引脚 
sbit MISO = P1^2;  // 主输入从输出引脚 
sbit CS = P1^3;    // 片选信号引脚// 延时函数
void delay(unsigned int ms) {unsigned int i, j;for (i = 0; i < ms; i++) for (j = 0; j < 1275; j++); // 内层循环用于生成更精确的延时 // 外层循环用于控制总的延时时间
} // 初始化SPI引脚
void SPI_Init() { SCLK = 0;  // 初始时钟低电平 MOSI = 0;  // 初始数据输出低电平 MISO = 1;  // 初始数据输入高阻态（通常为高电平） CS = 1;    // 初始片选高电平（不选中从设备） 
}// 发送一个字节数据并接收一个字节数据
unsigned char SPI_SendReceive(unsigned char data) {unsigned char i;unsigned char result = 0; // 选中从设备 CS = 0;  // 将片选信号拉低，选中从设备 for (i = 0; i < 8; i++) {// 发送数据位 MOSI = (data & 0x80) ? 1 : 0;  // 如果当前位是1，则MOSI拉高，否则拉低data <<= 1;  // 左移一位，准备发送下一位 // 产生时钟脉冲SCLK = 1;  // 时钟拉高delay(1);  // 确保时钟脉冲宽度足够SCLK = 0;  // 时钟拉低 // 接收数据位 默认result 是0 result <<= 1;  // 左移一位，准备接收下一位if (MISO) {  // 如果MISO为高电平  只有当接收为高电平时 result 该位才为 1result |= 0x01;  // 当前位设为1 | 是按位或运算符}} // 取消选中从设备 CS = 1;  // 将片选信号拉高，取消选中从设备 return result;  // 返回接收到的数据
}void main() {unsigned char send_data = 0xAA;  // 要发送的数据unsigned char receive_data;      // 接收到的数据SPI_Init();  // 初始化SPI引脚while (1) {receive_data = SPI_SendReceive(send_data);  // 发送数据并接收返回数据// 处理接收到的数据（例如，显示在LED上或存储在变量中）delay(1000);  // 延时1秒，以便观察结果} 
} 

0x01  0000 0001 

 |  按位或运算符

int x = 5;  // 二进制表示为 0101 
int y = 3;  // 二进制表示为 0011 x |= y;    // 相当于 x = x | y 

x 的值将变为 7，因为 0101 | 0011 的结果是 0111，即十进制的 7

    0101 5

  + 0011 3

    0111 7