IO口模拟SPI口
使用MCU的GPIO模拟SPI
使用MCU的GPIO模拟SPI在树莓派等单片机（MCU）上，可以使用GPIO模拟SPI（串行外设接口）来与其他设备进行通信。
SPI是一种同步串行数据传输协议，通常用于连接MCU和传感器、显示器、存储器等外设。
以下是使用MCU的GPIO模拟SPI的详细步骤。
1.了解SPI的基本原理：SPI使用四根信号线进行通信，包括时钟（SCLK）、主机输出从机输入（MOSI）、主机输入从机输出（MISO）和片选（SS）。
-SCLK：时钟信号，由主机产生，用于同步数据传输。
-MOSI：主机输出从机输入，主机将数据发送到从机。
-MISO：主机输入从机输出，从机将数据发送到主机。
-SS：片选信号，用于选择从机。
2.确定所需GPIO引脚：根据所连接的设备的要求，选择合适的GPIO引脚作为SCLK、MOSI、MISO和SS。
3. 配置GPIO引脚：在MCU上，使用相应的编程语言和库函数来配置GPIO引脚。
例如，在树莓派上使用Python编程，可以使用RPi.GPIO库进行配置。
4.编写SPI传输函数：编写一个函数来模拟SPI传输。
该函数应包括以下步骤：a.设置SS为低电平，选中从机设备。
b.发送数据比特串：逐位发送MOSI数据，同时接收并保存MISO数据。
c.设置SS为高电平，取消从机设备的选中。
假设我们要发送8位数据，可以使用以下Python代码实现SPI传输函数：```pythonimport RPi.GPIO as GPIOdef spi_transfer(data):GPIO.output(SS, GPIO.LOW) # 选中从机received_data = 0for bit in range(7, -1, -1): # 逐位传输数据#发送MOSI数据GPIO.output(MOSI, (data >> bit) & 0x01)#接收并保存MISO数据received_bit = GPIO.input(MISO)received_data = (received_data << 1) ， received_bit#在SCLK上升沿发送和接收数据GPIO.output(SCLK, GPIO.HIGH)GPIO.output(SCLK, GPIO.LOW)GPIO.output(SS, GPIO.HIGH) # 取消从机选中return received_data```5. 通过调用SPI传输函数与从机通信：在应用程序中，根据需要调用SPI传输函数。
SPI、I2C、UART三种串行总线的原理、区别及应用
简单描述：SPI 和I2C这两种通信方式都是短距离的，芯片和芯片之间或者其他元器件如传感器和芯片之间的通信。
SPI和IIC是板上通信,IIC有时也会做板间通信,不过距离甚短,不过超过一米,例如一些触摸屏,手机液晶屏那些很薄膜排线很多用IIC,I2C能用于替代标准的并行总线，能连接的各种集成电路和功能模块。
I2C 是多主控总线，所以任何一个设备都能像主控器一样工作，并控制总线。
总线上每一个设备都有一个独一无二的地址，根据设备它们自己的能力，它们可以作为发射器或接收器工作。
多路微控制器能在同一个I2C总线上共存这两种线属于低速传输；而UART是应用于两个设备之间的通信，如用单片机做好的设备和计算机的通信。
这样的通信可以做长距离的。
UART和,UART就是我们指的串口,速度比上面三者快,最高达100K左右,用与计算机与设备或者计算机和计算之间通信,但有效范围不会很长,约10米左右,UART优点是支持面广,程序设计结构很简单,随着USB的发展,UART也逐渐走向下坡；SmBus有点类似于USB设备跟计算机那样的短距离通信。
简单的狭义的说SPI和I2C是做在电路板上的。
而UART和SMBUS是在机器外面连接两个机器的。
详细描述：1、UART(TX,RX)就是两线，一根发送一根接收，可以全双工通信，线数也比较少。
数据是异步传输的，对双方的时序要求比较严格，通信速度也不是很快。
在多机通信上面用的最多。
2、SPI(CLK,I/O,O,CS)接口和上面UART相比，多了一条同步时钟线，上面UART 的缺点也就是它的优点了，对通信双方的时序要求不严格不同设备之间可以很容易结合，而且通信速度非常快。
一般用在产品内部元件之间的高速数据通信上面，如大容量存储器等。
3、I2C(SCL,SDA)接口也是两线接口，它是两根线之间通过复杂的逻辑关系传输数据的，通信速度不高，程序写起来也比较复杂。
一般单片机系统里主要用来和24C02等小容易存储器连接。
运用4个普通IO口模拟SPI程序等
运用 4 个普通 I/O 口模拟 SPI 程序源代码
/******************************************************************** 函 数 名：uchar SpiReadWrite(uchar dat) 功 能:SPI 发送接收一个数据 说 明： 调 用： 入口参数： 出口参数： ***********************************************************************/ uchar SpiReadWrite(uchar dat) { uchar i,temp; temp=0; SCK=0; _nop_(); for(i=0;i<8;i++) { if(dat & 0x80) { MOSI=1; }
单片机IO口介绍
单片机IO口介绍单片机（microcontroller）是一种集成电路芯片，具有运算、存储和控制功能。
它是嵌入式系统中最常用的处理器之一、在单片机中，IO （Input/Output）口是用来进行输入输出操作的接口。
IO口通常包括数字IO口和模拟IO口两种类型。
下面将详细介绍单片机IO口的功能和应用。
1.数字IO口：数字IO口是单片机与外部设备进行数字信号交换的接口。
数字IO口可以进行输入和输出操作，具有以下特点：-输入功能：可以通过读取外部设备的状态或信号，并将其转换为数字信号输入到单片机中进行处理。
例如，传感器的信号输入和按键的输入等。
-输出功能：可以通过将数字信号输出到外部设备，控制其工作状态。
例如，LED的控制、驱动电机或继电器等。
数字IO口通常以引脚（pin）的形式存在于单片机芯片上。
一个引脚包括输入端和输出端，可以根据需要进行配置。
数字IO口操作简单、速度快、精度高，常用于控制和通信等方面。
2.模拟IO口：模拟IO口是单片机与外部设备进行模拟信号交换的接口。
模拟IO口可以进行模拟输入和输出操作，常用于采集和控制模拟信号。
-模拟输入功能：可以从外部信号源中获取模拟信号，并将其转换为数字信号输入到单片机中进行处理。
例如，温度传感器、声音传感器等。
-模拟输出功能：可以将数字信号转换为模拟电压、电流等形式，输出到外部设备中。
例如，通过PWM（脉冲宽度调制）信号控制电机的转速。
模拟IO口通常通过ADC（模数转换器）和DAC（数模转换器）实现。
ADC将模拟信号转换为数字信号，DAC将数字信号转换为模拟信号。
模拟IO口的使用相对复杂，需要进行模数转换和数模转换，但在一些需要对模拟信号进行处理和控制的应用中起到关键作用。
3.应用场景：IO口在单片机系统中广泛应用于各种应用场景。
以下是一些常见的应用场景：-传感器接口：通过IO口连接传感器，读取传感器的输出信号，进行数据采集和处理。
例如温度、湿度、光照等传感器的接口。
单片机IO口模拟SPI四种模式的程序
单⽚机IO⼝模拟SPI四种模式的程序#include "iom8535v.h"#define _CPOL 1#define _CPHA 0#define SCK_IO DDRA|=0X01#define MOSI_IO DDRA|=0X02#define MISO_IO DDRA&=0XFB#define SSEL_IO DDRA|=0X08#define SCK_D(X) (X?(PORTA|=0X01):(PORTA&=0XFE))#define MOSI_D(X) (X?(PORTA|=0X02):(PORTA&=0XFD))#define SSEL_D(X) (X?(PORTA|=0X08):(PORTA&=0XF7))#define MISO_I() (PINA&0X04)void delay(){unsigned char m,n;for(n=0;n<5;n++);for(m=0;m<100;m++);}void SPI_Init(void){SCK_IO ;MOSI_IO ;MISO_IO ;SSEL_IO ;SSEL_D(1);MOSI_D(1);#if _CPOL==0SCK_D(0);#elseSCK_D(1);#endif}#if _CPOL==0&&_CPHA==0 //MODE 0 0void SPI_Send_Dat(unsigned char dat){unsigned char n;for(n=0;n<8;n++){SCK_D(0);if(dat&0x80)MOSI_D(1);else MOSI_D(0);dat<<=1;SCK_D(1);}SCK_D(0);}unsigned char SPI_Receiver_Dat(void){unsigned char n ,dat,bit_t;for(n=0;n<8;n++){SCK_D(0);dat<<=1;if(MISO_I())dat|=0x01;else dat&=0xfe;SCK_D(1);}SCK_D(0);return dat;}#endif#if _CPOL==1&&_CPHA==0 //MODE 1 0 void SPI_Send_Dat(unsigned char dat){unsigned char n;for(n=0;n<8;n++){SCK_D(1);if(dat&0x80)MOSI_D(1);else MOSI_D(0);dat<<=1;SCK_D(0);}SCK_D(1);}unsigned char SPI_Receiver_Dat(void){unsigned char n ,dat,bit_t;for(n=0;n<8;n++){SCK_D(1);dat<<=1;if(MISO_I())dat|=0x01;else dat&=0xfe;SCK_D(0);}SCK_D(1);return dat;}#endif#if _CPOL==0&&_CPHA==1 //MODE 0 1 void SPI_Send_Dat(unsigned char dat){unsigned char n;SCK_D(0);for(n=0;n<8;n++){SCK_D(1);if(dat&0x80)MOSI_D(1);else MOSI_D(0);dat<<=1;SCK_D(0);}}unsigned char SPI_Receiver_Dat(void){unsigned char n ,dat,bit_t;for(n=0;n<8;n++){SCK_D(1);dat<<=1;if(MISO_I())dat|=0x01;else dat&=0xfe;SCK_D(0);}SCK_D(0);return dat;}#endif//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////#if _CPOL==1&&_CPHA==1 //MODE 1 1 void SPI_Send_Dat(unsigned char dat){unsigned char n;SCK_D(1);for(n=0;n<8;n++){SCK_D(0);if(dat&0x80)MOSI_D(1);else MOSI_D(0);dat<<=1;SCK_D(1);}}unsigned char SPI_Receiver_Dat(void){unsigned char n ,dat,bit_t;SCK_D(0);for(n=0;n<8;n++){ SCK_D(0);dat<<=1;if(MISO_I())dat|=0x01;else dat&=0xfe;SCK_D(1);}SCK_D(1);return dat;}#endifvoid main(){SPI_Init();DDRB = 0XFF;//#if _CPOL//SCK_D(0);//#endifwhile(1){//SSEL_D(0);//SPI_Send_Dat(0x01);//SPI_Send_Dat(0x31);//SSEL_D(1);SSEL_D(0);SPI_Send_Dat(0x81);PORTB =SPI_Receiver_Dat();SSEL_D(1);//delay();}}。
SPI、I2C、UART三种串行总线协议的区别和SPI接口介绍（转）
SPI、I2C、UART三种串⾏总线协议的区别和SPI接⼝介绍（转）SPI、I2C、UART三种串⾏总线协议的区别第⼀个区别当然是名字：SPI(Serial Peripheral Interface：串⾏外设接⼝);I2C(INTER IC BUS)UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter：通⽤异步收发器)第⼆，区别在电⽓信号线上：SPI总线由三条信号线组成：串⾏时钟(SCLK)、串⾏数据输出(SDO)、串⾏数据输⼊(SDI)。
SPI总线可以实现多个SPI设备互相连接。
提供SPI串⾏时钟的SPI设备为SPI主机或主设备(Master)，其他设备为SPI从机或从设备(Slave)。
主从设备间可以实现全双⼯通信，当有多个从设备时，还可以增加⼀条从设备选择线。
如果⽤通⽤IO⼝模拟SPI总线，必须要有⼀个输出⼝(SDO)，⼀个输⼊⼝(SDI)，另⼀个⼝则视实现的设备类型⽽定，如果要实现主从设备，则需输⼊输出⼝，若只实现主设备，则需输出⼝即可，若只实现从设备，则只需输⼊⼝即可。
I2C总线是双向、两线(SCL、SDA)、串⾏、多主控（multi-master）接⼝标准，具有总线仲裁机制，⾮常适合在器件之间进⾏近距离、⾮经常性的数据通信。
在它的协议体系中，传输数据时都会带上⽬的设备的设备地址，因此可以实现设备组⽹。
如果⽤通⽤IO⼝模拟I2C总线，并实现双向传输，则需⼀个输⼊输出⼝(SDA)，另外还需⼀个输出⼝(SCL)。
（注：I2C资料了解得⽐较少，这⾥的描述可能很不完备）UART总线是异步串⼝，因此⼀般⽐前两种同步串⼝的结构要复杂很多，⼀般由波特率产⽣器(产⽣的波特率等于传输波特率的16倍)、UART接收器、UART发送器组成，硬件上由两根线，⼀根⽤于发送，⼀根⽤于接收。
显然，如果⽤通⽤IO⼝模拟UART总线，则需⼀个输⼊⼝，⼀个输出⼝。
第三，从第⼆点明显可以看出，SPI和UART可以实现全双⼯，但I2C不⾏；第四，看看⽜⼈们的意见吧！wudanyu：I2C线更少，我觉得⽐UART、SPI更为强⼤，但是技术上也更加⿇烦些，因为I2C需要有双向IO的⽀持，⽽且使⽤上拉电阻，我觉得抗⼲扰能⼒较弱，⼀般⽤于同⼀板卡上芯⽚之间的通信，较少⽤于远距离通信。
IO口模拟SPI主从机例程
IO口模拟spi主从机通讯例程下面这两幅图是，关于SPI数据读取或发送的时序图。
1、主机io口模拟spi通讯例程//**spi io 口初始化**//void SPI_init(void){gpio_configure_fpin(SPI_MISO, IO_TYPE_INPUT);//配置成输入模式gpio_configure_fpin(SPI_MOSI, IO_OUTPUT_1);//配置成输出模式gpio_configure_fpin(SPI_SCK, IO_OUTPUT_1); //配置成输出模式gpio_configure_fpin(SPI_CS, IO_OUTPUT_1); //配置成输出模式clr_spi_GPIO(SPI_SCK);//拉低SPI_SCKset_spi_GPIO(SPI_CS);//拉高SPI_SCKclr_spi_GPIO(SPI_MOSI);//拉低SPI_MOSI}//**主机spi读取一字节api**//unsigned char SPI_ReadByte(void){unsigned char i,rByte=0;clr_spi_GPIO(SPI_CS);for(i=0;i<8;i++){clr_spi_GPIO(SPI_SCK);//clr_spi_sck;delay_us(3);rByte<<=1;if(MISO_is_status())////M16 MISO---PB6rByte|=1;set_spi_GPIO(SPI_SCK);//set_spi_sck;delay_us(3);}clr_spi_GPIO(SPI_SCK);set_spi_GPIO(SPI_CS);return rByte;}//** 读取miso 的电平**//char MISO_is_status(void){if(red_spi_GPIO(SPI_MISO))//return 1;elsereturn 0;}//**主机spi写入一字节api**//void SPI_WriteByte(unsigned char wByte){unsigned char i;clr_spi_GPIO(SPI_CS);for(i=0;i<8;i++){clr_spi_GPIO(SPI_SCK);//delay_us(3);//if(wByte&0x80){set_spi_GPIO(SPI_MOSI);//}else{clr_spi_GPIO(SPI_MOSI);//}wByte=wByte<<1;set_spi_GPIO(SPI_SCK);//set_spi_sck;delay_us(3);//}clr_spi_GPIO(SPI_SCK);set_spi_GPIO(SPI_CS);}////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////注意，我写的主从机的io口对接如下主机io 从机ioSPI_MISO ------------------------- SPI_MISOSPI_MOSI --------------------------- SPI_MOSISPI_SCK --------------------------- SPI_SCKSPI_CS -------------------------- SPI_CS可能有的人对上面的io口对接的方式感到奇怪，请仔细看我对这几个io口做的初始化设置就可以明白。
I2C,SPI,UART和CAN的区别
I2C,SPI,UART和CAN的区别(转)SPI--Serial Peripheral Interface，(Serial Peripheral Interface：串行外设接口)串行外围设备接口，是Motorola公司推出的一种同步串行通讯方式，是一种三线同步总线，因其硬件功能很强，与SPI有关的软件就相当简单，使CPU有更多的时间处理其他事务。
I2C--INTER-IC(INTER IC BUS：意为IC之间总线)串行总线的缩写，是PHILIPS公司推出的芯片间串行传输总线。
它以1根串行数据线（SDA）和1根串行时钟线（SCL）实现了双工的同步数据传输。
具有接口线少，控制方式简化，器件封装形式小，通信速率较高等优点。
在主从通信中，可以有多个I2C总线器件同时接到I2C总线上，通过地址来识别通信对象。
能用于替代标准的并行总线，能连接的各种集成电路和功能模块。
I2C是多主控总线，所以任何一个设备都能像主控器一样工作，并控制总线。
总线上每一个设备都有一个独一无二的地址，根据设备它们自己的能力，它们可以作为发射器或接收器工作。
多路微控制器能在同一个I2C总线上共存。
最主要的优点是其简单性和有效性。
它支持多主控(multimastering)，其中任何能够进行发送和接收的设备都可以成为主总线。
一个主控能够控制信号的传输和时钟频率。
当然，在任何时间点上只能有一个主控。
UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter：通用异步收发器):单端，远距离传输。
大多数计算机包含两个基于RS232的串口。
串口同时也是仪器仪表设备通用的通信协议；很多GPIB兼容的设备也带有RS-232口。
同时，串口通信协议也可以用于获取远程采集设备的数据。
串口通信的概念非常简单，串口按位（bit）发送和接收字节。
尽管比按字节（byte）的并行通信慢，但是串口可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收数据。