1.SPI接口簡介

SPI（Serial Peripheral Interface--串行外設接口）總線系統是一種同步串行外設接口，它可以使MCU與各種外圍設備以串行方式進行通信以交換信息。SPI有三個寄存器分別為：控制寄存器SPCR，狀態寄存器SPSR，數據寄存器SPDR。外圍設置FLASHRAM、網絡控制器、LCD顯示驅動器、A/D轉換器和MCU等。SPI總線系統可直接與各個廠家生產的多種標準外圍器件直接接口，該接口一般使用4條線：串行時鐘線（SCLK）、主機輸入/從機輸出數據線MISO、主機輸出/從機輸入數據線MOSI和低電平有效的從機選擇線SS（有的SPI接口芯片帶有中斷信號線INT、有的SPI接口芯片沒有主機輸出/從機輸入數據線MOSI）。

SPI接口的全稱是“Serial Peripheral Interface”，意為串行外圍接口，是Motorola首先在其MC68HCXX系列處理器上定義的。SPI接口主要應用在EEPROM，FLASH，實時時鐘，AD轉換器，還有數字信號處理器和數字信號解碼器之間。　　SPI接口是在CPU和外圍低速器件之間進行同步串行數據傳輸，在主器件的移位脈沖下，數據按位傳輸，高位在前，低位在后，為全雙工通信，數據傳輸速度總體來說比I2C總線要快，速度可達到幾Mbps。

接口包括以下四種信號：

（1）MOSI – 主器件數據輸出，從器件數據輸入

（2）MISO – 主器件數據輸入，從器件數據輸出

（3）SCLK – 時鐘信號，由主器件產生

（4）/SS – 從器件使能信號，由主器件控制

SPI 總線具有以下特點：

（1）因連線較少，可簡化電路設計。并行總線擴展方法通常需要8根數據線、8～16根地址線、2～3根控制線。而SPI總線設計，僅需4根數據線和控制線即可完成并行擴展所實現的功能。

（2）器件統一編址，并與系統地址無關，操作SPI獨立性好。

（3）器件操作遵循統一的規范．使系統軟硬件具有良好的通用性。

2 AD7390的基本結構和工作原理

AD7390是ADl公司生產的12位分辨率電壓輸出數／模轉換器。該DAC為用戶提供低成本、高精度的可控電壓解決方案，使用單電源+3V系統供電。器件保證電源電壓為2．7～5．5V時消耗不到100mA的電流，所以該器件適用于一些對功效要求高的設備，比如電池供電系統。輸出電壓取決于外部參考輸入電壓。DACOUT輸出介于REFIN與地之間的任意值，其內部框圖如圖2所示。

內部雙緩沖串行數據接口提供高速轉換，微控制器通過三線SPI控制器件、串行數據（SDI）、時鐘（CLK）和使能（LD）引腳。此外，使用CLR輸入可以對輸出清零。操作時序如圖3所示。

3 AD7390的串口控制

電腦通過RS 232向MCU發送控制信號，再由MCU控制AD7390，完成整個設置過程。通過串口控制AD7390的軟件流程如圖4所示。一旦有數據寫入單片機，則單片機將重新設置AD7390。

單片機程序分為三大模塊，分別是SPI控制模塊、串口接收模塊和操作信息反饋模塊。

SPI控制模塊產生CLK，LD，并在CLK的上升沿到來之前，保證SDI數據的穩定，以便AD7390準確地采集到數據。CLK時鐘的頻率根據器件的典型延遲決定，不同器件有不同的延遲，所以它決定了不同器件的時鐘應該不一樣。

串口接收模塊完成從電腦接收數據并保存數據。由一片MAX 232完成RS 232電平與TTL電平之間的轉換。因為傳輸的是連續性數據，因此在接收程序的編寫時，要注意中斷申請的屏蔽，才能準確地接收到全部數據。

在利用串口調試助手調試時，留意發送數據的格式，是否以16進制發送，會影響接收到的數據。比如，發送字母“E”，如果以16進制發送。發送的實際數據是“15”，而接收到的數據是“15”的ASCII碼“49”、“53”；如果不以16進制發送，則發送的是字母“E”的ASCII碼“69’。由此可以看出它們之間的差別。因此在接收方要得到想要的數據，則需要進行轉換。該轉換可參看后面的程序。

操作信息反饋模塊完成操作結果的可視化輸出，通過內部計算，輸出設置的電壓值，這為調試過程提供了很大的便利。

AD7390為12位數／模轉換器。該器件接收16位數據，數據格式如圖5所示，取低12位作為有效數據，自動舍棄高4位。因為單片機傳輸數據以字節（8 b）為單位，所以采用16位傳輸模式。

部分程序代碼如下：

4 結 語

通過串口的應用，SPI器件的控制變得很方便。由于串口占用資源少，所以SPI接口在集成芯片中越來越廣泛的應用，將使該控制模式成為以后系統中的典型設計。