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11.SPI通信
11.1.SPI通信原理
11.1.1.什么是SPI通信
SPI（SerialPeripheralInterface，串行外设接口）是一种同步串行通信接口，用于短距离通信。SPI通常用于单片机与外设之间的数据传输，如传感器、存储器、显示器等。SPI通信的特点是高速、全双工（可以同时发送和接收数据）和简单。
11.1.2.SPI通信的物理连接
SPI通信需要四条信号线：
SCLK（SerialClock）：时钟信号线
MOSI（MasterOutSlaveIn）：主机输出从机输入
MISO（MasterInSlaveOut）：主机输入从机输出
SS（SlaveSelect）：从机选择线
在连接多个从设备时，SCLK、MOSI和MISO通常是共用的，而SS线则需要单独连接到每个从设备。
11.1.3.SPI通信的工作模式
SPI通信有四种工作模式，由主设备的时钟极性（CPOL）和时钟相位（CPHA）决定：
模式0（CPOL=0,CPHA=0）：时钟空闲时为低电平，数据在时钟第一个边沿（上升沿）采样
模式1（CPOL=0,CPHA=1）：时钟空闲时为低电平，数据在时钟第二个边沿（下降沿）采样
模式2（CPOL=1,CPHA=0）：时钟空闲时为高电平，数据在时钟第一个边沿（下降沿）采样
模式3（CPOL=1,CPHA=1）：时钟空闲时为高电平，数据在时钟第二个边沿（上升沿）采样
11.1.4.SPI通信的数据传输
SPI通信是通过时钟信号同步数据的传输。每传输一位数据，SCLK信号会切换一次，MOSI和MISO数据线上的数据会在时钟的特定边沿被采样。SPI通信支持8位、16位等多种数据长度的传输，但最常用的是8位。
11.2.ATmega328P上的SPI通信
11.2.1.SPI模块简介
ATmega328P单片机内置了一个SPI模块，可以配置为主设备（Master）或从设备（Slave）。SPI模块的主要寄存器包括：
SPCR（SPIControlRegister）：SPI控制寄存器
SPSR（SPIStatusRegister）：SPI状态寄存器
SPDR（SPIDataRegister）：SPI数据寄存器
11.2.2.SPI控制寄存器（SPCR）
SPCR寄存器用于配置SPI模块的工作模式和状态。其各位的含义如下：
SPIE（SPIInterruptEnable）：SPI中断使能
SPE（SPIEnable）：SPI使能
DORD（DataOrder）：数据顺序（0：高位在前；1：低位在前）
MSTR（Master/SlaveSelect）：主/从选择（0：从设备；1：主设备）
CPOL（ClockPolarity）：时钟极性（0：空闲时低电平；1：空闲时高电平）
CPHA（ClockPhase）：时钟相位（0：第一个边沿采样；1：第二个边沿采样）
SPR1和SPR0（SPIClockRateSelect）：时钟速率选择（00：fosc/4；01：fosc/16；10：fosc/64；11：fosc/128）
SPI2X（位于SPSR寄存器中）：时钟速率加倍（0：正常速率；1：双倍速率）
11.2.3.SPI状态寄存器（SPSR）
SPSR寄存器用于反映SPI模块的状态。其各位的含义如下：
SPIF（SPIInterruptFlag）：SPI中断标志
WCOL（WriteCollisionFlag）：写冲突标志
SPI2X（SPIClockRateSelect）：时钟速率加倍
11.2.4.SPI数据寄存器（SPDR）
SPDR寄存器用于发送和接收数据。当数据写入SPDR寄存器时，数据传输开始。传输完成后，接收的数据会存储在SPDR寄存器中。
11.3.配置SPI为主设备
11.3.1.初始化SPI为主设备
要配置ATmega328P为主设备，需要初始化SPI模块。以下是一个示例代码，配置SPI为主设备，工作在模式0，时钟速率为fosc/16：
#includeavr/io.h
#includeutil/delay.h
voidSPI_MasterInit(void){
//设置MOSI、SCLK和SS为输出，MISO为输入
DDRB=(1DDB3)|(1DDB5)|(1DDB2);
DDRB=~(1DDB4);
//配置SPI为模式0，时钟速率为fosc/16
SPCR=(1SPE)|(1MSTR)|(1SPR0);