UART、 I2C 和 SPI 是单片机系统中最常用的三种通信协议。

1、初步介绍

SPI 是一种高速的、全双工、同步通信总线，标准的 SPI 也仅仅使用 4 个引脚，常用于单片机和 EEPROM、FLASH、实时时钟、数字信号处理器等器件的通信。 SPI 通信原理比 I2C要简单，它主要是主从方式通信，这种模式通常只有一个主机和一个或者多个从机，标准的 SPI 是 4 根线，分别是 SSEL（ 片选，也写作 SCS）、 SCLK（ 时钟，也写作 SCK）、 MOSI（ 主机输出从机输入Master Output/Slave Input） 和 MISO（ 主机输入从机输出 Master Input/Slave Output）。

SSEL：从设备片选使能信号。如果从设备是低电平使能的话，当拉低这个引脚后，从设备就会被选中，主机和这个被选中的从机进行通信。
SCLK：时钟信号，由主机产生，和 I2C通信的 SCL 有点类似。
MOSI：主机给从机发送指令或者数据的通道。

MISO：主机读取从机的状态或者数据的通道。

2、工作模式

SPI 通信的主机也是我们的单片机，在读写数据时序的过程中，有四种模式；

CPOL:Clock Polarity，就是时钟的极性。通信的整个过程分为空闲时刻和通信时刻， 如果 SCLK 在数据发送之前和之后的空闲状态是高电平， 那么就是CPOL=1，如果空闲状态SCLK 是低电平，那么就是 CPOL=0。
CPHA: Clock Phase，就是时钟的相位。

1. #include  

2.   

3. typedef unsigned char uchar;  

4.   

5. sbit DS1302_CE = P1 ^ 7;  

6. sbit DS1302_CK = P3 ^ 5;  

7. sbit DS1302_IO = P3 ^ 4;  

8.   

9. struct sTime   //日期时间结构体定义  

10. {  

11.   unsigned int year;  //年  

12.   unsigned char mon;   //月  

13.   unsigned char day;   //日  

14.   unsigned char hour;  //时  

15.   unsigned char min;   //分  

16.   unsigned char sec;   //秒  

17.   unsigned char week;  //星期  

18. };  

19.   

20. /* 发送一个字节到DS1302通信总线上*/  

21. void DS1302ByteWrite(uchar dat)  

22. {  

23.   uchar mask;  

24.   

25.   for (mask = 0x01; mask != 0; mask <<= 1) //低位在前，逐位移出  

26.   {  

27.     if ((mask & dat) != 0) //首先输出该位数据  

28.     {  

29.       DS1302_IO = 1;  

30.     }  

31.     else  

32.     {  

33.       DS1302_IO = 0;  

34.     }  

35.     DS1302_CK = 1;       //然后拉高时钟  

36.     DS1302_CK = 0;       //再拉低时钟，完成一个位的操作  

37.   }  

38.   DS1302_IO = 1;           //最后确保释放IO引脚  

39. }  

40. /* 由DS1302通信总线上读取一个字节*/  

41. uchar DS1302ByteRead()  

42. {  

43.   uchar mask;  

44.   uchar dat = 0;  

45.   

46.   for (mask = 0x01; mask != 0; mask <<= 1) //低位在前，逐位读取  

47.   {  

48.     if (DS1302_IO != 0)  //首先读取此时的IO引脚，并设置dat中的对应位  

49.     {  

50.       dat |= mask;  

51.     }  

52.     DS1302_CK = 1;       //然后拉高时钟  

53.     DS1302_CK = 0;       //再拉低时钟，完成一个位的操作  

54.   }  

55.   return dat;              //最后返回读到的字节数据  

56. }  

57. /* 用单次写操作向某一寄存器写入一个字节，reg-寄存器地址，dat-待写入字节*/  

58. void DS1302SingleWrite(uchar reg, uchar dat)  

59. {  

60.   DS1302_CE = 1;                   //使能片选信号  

61.   DS1302ByteWrite((reg <

62.   DS1302ByteWrite(dat);            //写入字节数据  

63.   DS1302_CE = 0;                   //除能片选信号  

64. }  

65. /* 用单次读操作从某一寄存器读取一个字节，reg-寄存器地址，返回值-读到的字节*/  

66. uchar DS1302SingleRead(uchar reg)  

67. {  

68.   uchar dat;  

69.   

70.   DS1302_CE = 1;                   //使能片选信号  

71.   DS1302ByteWrite((reg <

72.   dat = DS1302ByteRead();          //读取字节数据  

73.   DS1302_CE = 0;                   //除能片选信号  

74.   

75.   return dat;  

76. }  

77. /* 用突发模式连续写入8个寄存器数据，dat-待写入数据指针*/  

78. void DS1302BurstWrite(uchar *dat)  

79. {  

80.   uchar i;  

81.   

82.   DS1302_CE = 1;  

83.   DS1302ByteWrite(0xBE);  //发送突发写寄存器指令  

84.   for (i = 0; i 

85.   {  

86.     DS1302ByteWrite(dat[i]);  

87.   }  

88.   DS1302_CE = 0;  

89. }  

90. /* 用突发模式连续读取8个寄存器的数据，dat-读取数据的接收指针*/  

91. void DS1302BurstRead(uchar *dat)  

92. {  

93.   uchar i;  

94.   

95.   DS1302_CE = 1;  

96.   DS1302ByteWrite(0xBF);  //发送突发读寄存器指令  

97.   for (i = 0; i 

98.   {  

99.     dat[i] = DS1302ByteRead();  

100.   }  

101.   DS1302_CE = 0;  

102. }  

103. /* 获取实时时间，即读取DS1302当前时间并转换为时间结构体格式*/  

104. void GetRealTime(struct sTime *time)  

105. {  

106.   uchar buf[8];  

107.   

108.   DS1302BurstRead(buf);  

109.   time->year = buf[6] + 0x2000;  

110.   time->mon  = buf[4];  

111.   time->day  = buf[3];  

112.   time->hour = buf[2];  

113.   time->min  = buf[1];  

114.   time->sec  = buf[0];  

115.   time->week = buf[5];  

116. }  

117. /* 设定实时时间，时间结构体格式的设定时间转换为数组并写入DS1302*/  

118. void SetRealTime(struct sTime *time)  

119. {  

120.   uchar buf[8];  

121.   

122.   buf[7] = 0;  

123.   buf[6] = time->year;  

124.   buf[5] = time->week;  

125.   buf[4] = time->mon;  

126.   buf[3] = time->day;  

127.   buf[2] = time->hour;  

128.   buf[1] = time->min;  

129.   buf[0] = time->sec;  

130.   DS1302BurstWrite(buf);  

131. }  

132. /* DS1302初始化，如发生掉电则重新设置初始时间*/  

133. void InitDS1302()  

134. {  

135.   uchar dat;  

136.   struct sTime code InitTime[] =    //2016年5月18日9:00:00 星期二  

137.   {  

138.     0x2016, 0x05, 0x18, 0x09, 0x00, 0x00, 0x02  

139.   };  

140.   

141.   DS1302_CE = 0;  //初始化DS1302通信引脚  

142.   DS1302_CK = 0;  

143.   dat = DS1302SingleRead(0);  //读取秒寄存器  

144.   if ((dat & 0x80) != 0)      //由秒寄存器最高位CH的值判断DS1302是否已停止  

145.   {  

146.     DS1302SingleWrite(7, 0x00);  //撤销写保护以允许写入数据  

147.     SetRealTime(&InitTime);      //设置DS1302为默认的初始时间  

148.   }  

149. }