avr单片机SPI串行外设接口初始化配置及说明

串行外设接口 SPI允许 ATmega16 和外设或其他 AVR 器件进行高速的同步数据传输。7 种可编程的比特率,主机或从机操作,全双工, 3 线同步数据传输,可以从闲置模式唤醒 ,作为主机时具有倍速模式 (CK/2)

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PB7 SCK (SPI 总线的串行时钟 )
PB6 MISO (SPI 总线的主机输入 / 从机输出信号 )
PB5 MOSI (SPI 总线的主机输出 / 从机输入信号 )
PB4 SS (SPI 从机选择引脚 )
SCK – 端口 B, Bit 7 SCK ：SPI 通道的主机时钟输出，从机时钟输入端口。工作于从机模式时，不论 DDB7 设
置如何，这个引脚都将设置为输入。工作于主机模式时，这个引脚的数据方向由 DDB7 控
制。设置为输入后，上拉电阻由 PORTB7 控制。
MISO – 端口 B, Bit 6 MISO ：SPI 通道的主机数据输入，从机数据输出端口。工作于主机模式时，不论 DDB6 设
置如何，这个引脚都将设置为输入。工作于从机模式时，这个引脚的数据方向由 DDB6 控
制。设置为输入后，上拉电阻由 PORTB6 控制。
MOSI – 端口 B, Bit 5 MOSI ： SPI 通道的主机数据输出，从机数据输入端口。工作于从机模式时，不论 DDB5 设
置如何，这个引脚都将设置为输入。当工作于主机模式时，这个引脚的数据方向由 DDB5
控制。设置为输入后，上拉电阻由 PORTB5 控制。
SS – 端口 B, Bit 4 SS: 从机选择输入。工作于从机模式时，不论 DDB4设置如何，这个引脚都将设置为输入。
当此引脚为低时 SPI 被激活。工作于主机模式时，这个引脚的数据方向由 DDB4 控制。设
置为输入后，上拉电阻由 PORTB4 控制。
简单定义：
引脚 方向SPI主机 方向SPI从机
MOSI 用户定义 输入
MISO 输入 用户定义
SCK 用户定义 输入
SS 用户定义 输入
//*************************************SPI 控制寄存器SPCR***************************************
SPI 控制寄存器SPCR

bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 bit0
SPIE SPE DORD MSTR CPOL CPHA SPR1 SPR0
SPIE: 使能SPI 中断
置位后，只要SPSR 寄存器的SPIF 和SREG 寄存器的全局中断使能位置位，就会引发
SPI 中断
SPE: 使能SPI
SPE 置位将使能SPI。进行任何SPI 操作之前必须置位SPE
DORD: 数据次序
DORD 置位时数据的LSB 首先发送；否则数据的MSB 首先发送
MSTR: 主/ 从选择
MSTR置位时选择主机模式，否则为从机。如果MSTR为"1”，SS配置为输入，但被拉
低，则MSTR 被清零，寄存器SPSR 的SPIF 置位。用户必须重新设置MSTR 进入主机
模式。
CPOL: 时钟极性
CPOL 置位表示空闲时SCK 为高电平；否则空闲时SCK 为低电平。
CPOL 功能
CPOL 起始沿结束沿 CPOL
0 上升沿下降沿 0
1 下降沿上升沿 1

SPR1, SPR0: SPI 时钟速率选择1 与0
确定主机的SCK 速率。SPR1 和SPR0 对从机没有影响。SCK 和振荡器的时钟频率fosc
关系如下表所示：
SCK 和振荡器频率的关系
SPI2X SPR1 SPR0 SCK
0 0 0 fosc/4
0 0 1 fosc/16
0 1 0 fosc/64
0 1 1 fosc/128
1 0 0 fosc/2
1 0 1 fosc/8
1 1 0 fosc/32
1 1 1 fosc/64
CPHA :数据模式
决定数据是在 SCK 的起始沿采样还是在 SCK 的结束沿采样
相对于串行数据， SCK 的相位和极性有4 种组合。CPHA 和CPOL 控制组合的方式。SPI
数据传输格式。每一位数据的移出和移入发生于SCK不同的信号跳变沿，以保证有足够的时
间使数据稳定。
CPOL 与CPHA 功能
模式 起始沿 结束沿 SPI
CPOL 0 CPHA=0 采样(上升沿) 采样(下降沿) 0
CPOL 0 CPHA=1 设置(上升沿) 采样(下降沿) 1
CPOL 1 CPHA=0 采样(下降沿) 采样(上升沿) 2
CPOL 1 CPHA=1 采样(下降沿) 采样(上升沿) 3
///****************************SPI 状态寄存器SPSR*********************************************
SPI 状态寄存器SPSR
bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 bit0
SPIF WCOL – – – – – SPI2X
SPIF: SPI 中断标志
串行发送结束后，SPIF 置位。若此时寄存器SPCR 的SPIE 和全局中断使能位置位
SPI中断即产生。如果SPI 为主机， SS 配置为输入，且被拉低， SPIF 也将置位
进入中断服务程序后SPIF自动清零。或者可以通过先读SPSR，紧接着访问SPDR来对
SPIF清零。
WCOL: 写碰撞标志
在发送当中对SPI 数据寄存器SPDR写数据将置位WCOL。WCOL可以通过先读SPSR，紧接
着访问SPDR 来清零。
Bit 5..1 – Res: 保留
保留位，读操作返回值为零。
SPI2X: SPI 倍速
置位后SPI 的速度加倍。若为主机，则SCK 频率可达CPU 频率的一半。若为从机，
只能保证fosc /4。
ATmega16的SPI接口同时还用来实现程序和EEPROM的下载和上载。

//********************************SPI 数据寄存器SPDR**************************************
SPI 数据寄存器SPDR
bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 bit0
MSB LSB
SPI 数据寄存器为读/写寄存器，用来在寄存器文件和SPI