MSP430系列单片机模拟SPI串行口
1、SPI总线简述
SPI(Serial Peripheral Interface串行外设接口)总线系统是一种同步串行外设接口，它可以使MCU与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息。外围设置包括FLASHRAM、网络控制器、LCD显示驱动器、A/D转换器和MCU等。SPI总线系统可直接与各个厂家生产的多种标准外围器件直接接口，该接口一般使用4条线：串行时钟线（SCK）、主机输入/从机输出数据线MISO、主机输出/从机输入数据线MOST和低电平有效的从机选择线SS（有的SPI接口芯片带有中断信号线INT或INT、有的SPI接口芯片没有主机输出/从机输入数据线MOSI）。由于SPI系统总线一共只需3～4位数据线和控制即可实现与具有SPI总线接口功能的各种I/O器件进行接口，而扩展并行总线则需要8根数据线、8～16位地址线、2～3位控制线，因此，采用SPI总线接口可以简化电路设计，节省很多常规电路中的接口器件和I/O口线，提高设计的可靠性。由此可见，在MCS51系列等不具有SPI接口的单片机组成的智能仪器和工业测控系统中，当传输速度要求不是太高时，使用SPI总线可以增加应用系统接口器件的种类，提高应用系统的性能。
2、MSP430系列单片机
MSP430系列单片机是美国德州仪器（TI）1996年开始推向市场的一种16位超低功耗、具有精简指令集（RISC）的混合信号处理器。称之为混合信号处理器，是由于其针对实际应用需求，将多个不同功能的模拟电路、数字电路模块和微处理器集成在一个芯片上，以提供“单片”解决方案。MSP430系列单片机的IO口与51系列单片机的IO口不同，其单个引脚不能独立操作，必须对整个I/O口的寄存器进行置
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位(如无法对P1.0进行操作，只能对修改整个P1口的值)。由此看来，对MSP430系列单片机IO口的操作要稍复杂于51系列单片机。
3、MSP430单片机模拟SPI串行口
本文介绍一种用MSP430系列单片机的IO口模拟IIC接口的方法，模拟SCL和SDA两线接口的IIC接口类型。定义MSP430的I/O端口P4.6为时钟信号线(SCL)，P4.7是数据信号线(SDA)。在P4.6CLK制造一个电平变化，输出数据data的高位BIT7，data中的数据依次右移一位，再将P4.6的电平变化一次，又一次输出data的高位，这时，输出的就是原来data中的次高位BIT6位，如此重复，data右移八次就完成了一个字符的输出。代码如下： unsigned char temp; for(temp=8;temp!=0;temp--) {
if(data&0x80) {
P4OUT=P4OUT|SDA; } else {
P4OUT=P4OUT&(~SDA); };
P4OUT=P4OUT|SCL; P4OUT=P4OUT&(~SCL);
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data=data<<1; }
同样的原理，把P4.6CLK的输出电平拉高，制造一个高电平，检测输入脚P4.7的电平，记入data中，把P4.5CLK的输出电平拉低，就完成了一个字符位的接受，然后将P4.6CLK的输出电平拉高，制造一个高电平，再次检测输入脚P4.7的电平，记入data中，如此8次后就收到了一个字符，代码如下： unsigned char temp，rbyte=0; for(temp=8;temp!=0;temp--) {
P4OUT=P4OUT|SCL; data=data<<1;
data=data|(P4IN&SDA); P4OUT=P4OUT&(~SCL); }
4、应用实例
24C01是一个1K位串行EEPROM，内部含有128个8位字节，24C01有一个8字节页写缓冲器，24C01有一个16字节页写缓冲器该器件通过IIC总线接口进行操作，并有一个专门的写保护功能。本文先定义写EEPROM的子函数。
bit Write24c02(unsigned char*Wdata,unsigned char RomAddress,unsigned char number) {
bit SuccessOrNot=0; //SuccessOrNot为数据传输成功与否的标志,0为成功
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Start();
Write8Bit(WriteDeviceAddress);
SuccessOrNot=SuccessOrNot|TestAck(); //SuccessOrNot为1说明，数据传输不成功
Write8Bit(RomAddress);
SuccessOrNot=SuccessOrNot|TestAck(); for(;number!=0;number--) {
Write8Bit(*Wdata);
SuccessOrNot=SuccessOrNot|TestAck(); Wdata++; } Stop();
return(SuccessOrNot); }
在以上的函数中需要调用如下的两个子函数，分别实现IIC串口的读写功能，Write8Bit()函数的主要功能是向传感器芯片发送指令，把需要发送的指令通过SPI模拟功传给传感器芯片。其函数代码如下：
void Write8Bit(unsigned char input) {
unsigned char temp; for(temp=8;temp!=0;temp--) {
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if(input&0x80) {
P4OUT=P4OUT|SDA; } else {
P4OUT=P4OUT&(~SDA); };
P4OUT=P4OUT|SCL; P4OUT=P4OUT&(~SCL); input=input<<1; } return 1; }
在Start()和Stop()函数中，通过IIC串口控制通信过程的开始和结束。其函数代码如下：
void Start() {
P4OUT=P4OUT|SDA; P4OUT=P4OUT|SCL; P4OUT=P4OUT&(~SDA); P4OUT=P4OUT&(~SCL); }
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void Stop() {
P4OUT=P4OUT&(~SCL); P4OUT=P4OUT&(~SDA); P4OUT=P4OUT|SCL; P4OUT=P4OUT|SDA; }
5、总结
本文介绍了通过软件模拟IIC总线接口，实现与IIC接口的存储器件之间数据的传输，给出了在IAR编译环境下编写的模拟IIC连接24C01的子程序。经实测，能够很好地实现IIC接口的通信功能。功能函数的结构简单、可靠性高，可移植性强。
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MSP430系列单片机模拟SPI串行口
