基于SPI总线的51单片机多机互连编程技术※

李强，潘启军

（1.韶关学院 计算机科学学院，韶关512000；2.韶关光栅测量控制技术研究所）

引 言

51系列单片机资源有限，当开发者面对比较复杂的控制任务时，51单片机就力不从心了。在这种情况下，用户可以选用比较高档的单片机机型，比如ARM系列32位单片机等来完成目标控制的任务。还有一种选择方案，就是采用51单片机多机系统方案，用分散控制的方法来实现最终的复杂目标控制任务。

在多机系统的实现过程中，首先要解决的就是多机之间的相互通信连接问题，以保证数据在单片机之间的高效、可靠的传递。MCU之间的通信功能是多机系统实现的基础，也是多机系统可靠运行的关键。

1 SPI接口的特点

SPI接口最大可以提供1Mb的串行数据传输能力。理论上，比传统的串行通信接口RS232通信速率高得多，因此它非常适合多CPU系统中的CPU之间的数据交换，绝大多数情况下，能够满足通信需求。

与RS232不同的是，SPI采用的是移位寄存器方式实现串行通信的，SPI工作方式如图1所示。

图1 SPI工作方式

图1中，MOSI（Master Out and Slaver In）和 MISO（Master In and Slaver Out）为SPI接口的通信引脚。从引脚定义可以看出，无论是数据发送，还是数据接收，SPI通信过程始终应当是由主机Master控制。主从机之间的物理连接是同名端直接连接。

其工作过程是：主机对SPI接口的写数据操作完成后，SPI启动数据发送，数据就从主机的MOSI引脚移位输出，按位移位到从机中；一个字节传输完毕后，SPI接口传输标志置位，供软件开发者测试控制编程。由于每位数据传输最快只需要一个机器周期，故其通信速率很快。……