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。
! A$ Z/ K( g7 m/ Y# _* v
, H4 e- h1 T) U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。
0 j/ Y* f( x5 M8 Y3 `6 [/ u, M
$ s% I/ B: C2 N# o: m93C46存储器SPI总线的工作原理
4 E8 X/ [6 {5 \5 X- C
+ m; p  |( Q1 {" U: M( n- E93CA6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。
7 x. C: v8 |; f6 v5 X
' F1 {9 D( |- _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。
# T0 m, W3 c# S9 P6 }- ?
, u. ]5 u) W5 _7 M0 O( M% N% ]! D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)。

7 J: m7 X; R* Z9 ]* k- _7 f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。
; o* T8 h; ]! b4 e2 V' S) G
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. 
   
2. 1. //首先定义好I/O口  
   
3. 2. sbit SDO=P1^0；
   
4. 3. sbit SDI=P1^1；
   6 a; b6 S8 |" }1 _; S
5. 4. sbit SCK=P1^ 2；
   
6. 5. sbit SCS=P1^3；
   
7. 6. sbit ACC_7= ACC^7；
   ' k: W9 k# J9 B5 |& L2 ~, z
8. 7. unsigned int SpiRead(unsigned char add)  
   ' x  l4 M, X( ]; M1 I
9. 8. {  
   ; |% O% k2 G( Z: |% a2 N
10. 9.     unsigned char i；
    
11. 10.     unsigned int datal6；
    ; K! a$ e( E8 X
12. 11.     add&=0x3f；/*6位地址*/  
    6 x0 ]3 v, ?9 E/ Y, M( l: p
13. 12.     add |=0x80；/*读操作码l0*/  
    ) T( r% ~. h6 Q' {6 E% Q: k& u6 N3 Y: P
14. 13.     SDO=1；/*发送1为起始位*/  
    
15. 14.     SCK=0；
    ) j+ F# @/ \2 F2 j
16. 15.     SCK=1；
    * W* ^3 r( ^0 f' r  e! e
17. 16.     for(i=0；<8；i++)/*发送操作码和地址*/  
    $ J1 H& v5 a* d9 J
18. 17.     {  
    , k& `' C: P; Z0 z2 r" n
19. 18.         if(add&0x80==1)  
    , I; r  [  @" B
20. 19.             SDO=1；
    " ?" e& [+ I" A! s0 R0 ~# ?0 j* q
21. 20.         else   
    ) a0 _, g/ E: U! S
22. 21.             SDO=0；
    
23. 22.         SCK=0；/*从设备上升沿接收数据*/  
    3 u/ F3 e& _. ?$ l5 S$ ^
24. 23.         SCK=1；
    : p1 |& C. j1 O( k
25. 24.         add<<= 1；
    
26. 25.     }  
    
27. 26.     SCK=1；/*从设备时钟线下降沿后发送数据，空读1位数据*/  
    
28. 27.     SCK=0；
    
29. 28.     datal6<<= 1;/*读16位数据*/  
    
30. 29.     for(i=0；<16；i++)  
      m  r# b' `7 V0 b6 K
31. 30.     {  
    1 J+ n$ H4 _" X) O4 g
32. 31.         SCK= 1；
      z; ~7 t4 w% Z  J- b. x( }* Q+ V
33. 32.         _nop_()；
    + D% K9 K5 }& d8 U
34. 33.         if(SDI==1)  
    
35. 34.             datal6|=0x01；
    2 C' \4 x' `# U: H
36. 35.         SCK =0；
    
37. 36.         datal6< < =1；
    
38. 37.     }  
    
39. 38.     return datal6；
    & M9 c  w* C$ u; P' Q" J1 d
40. 39. }

复制代码

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。