AVR 單片機(jī)的串行外設(shè)接口 SPI 允許 ATMEGA16（L）和外設(shè)或其他 AVR 器件進(jìn)行高速的同步數(shù)據(jù)傳輸。 14.1 ATMEGA16（L）的SPI特點(diǎn) 1. 全雙工，3 線同步數(shù)據(jù)傳輸 2. 主機(jī)或從機(jī)操作 3. LSB 首先發(fā)送或 MSB 首先發(fā)送 4. 7 種可編程的比特率 5. 傳輸結(jié)束中斷標(biāo)志 6. 寫碰撞標(biāo)志檢測(cè) 7. 可以從閑置模式喚醒 8. 作為主機(jī)時(shí)具有倍速模式（CK/2） 14.2 主機(jī)和從機(jī)之間的 SPI 連接及原理 SPI 的方框圖見圖 14-1。主機(jī)和從機(jī)之間的 SPI 連接如圖 14-2 所示。系統(tǒng)包括兩個(gè)移位寄存器和一個(gè)主機(jī)時(shí)鐘發(fā)生器。通過將需要的從機(jī)的 SS 引腳拉低，主機(jī)啟動(dòng)一次通信過程。主機(jī)和從機(jī)將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)放入相應(yīng)的移位寄存器。主機(jī)在 SCK 引腳上產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖以交換數(shù)據(jù)。主機(jī)的數(shù)據(jù)從主機(jī)的 MOSI 移出，從從機(jī)的 MOSI 移入；從機(jī)的數(shù)據(jù)從從機(jī)的 MISO 移出，從主機(jī)的 MISO 移入。主機(jī)通過將從機(jī)的 SS 拉高實(shí)現(xiàn)與從機(jī)的同步。主機(jī)和從機(jī)的兩個(gè)移位寄存器可以被認(rèn)為是一個(gè)分開的 16 位環(huán)形移位寄存器，當(dāng)數(shù)據(jù)從主機(jī)移向從機(jī)時(shí)，同時(shí)從機(jī)的數(shù)據(jù)也從相反的方向移向主機(jī)。這意味著在一個(gè)移位周期內(nèi)，主機(jī)和從機(jī)的數(shù)據(jù)進(jìn)行了交換。配置為 SPI 主機(jī)時(shí)，SPI 接口不自動(dòng)控制 SS 引腳，必須由用戶軟件來處理。對(duì) SPI 數(shù)據(jù)寄存器寫入數(shù)據(jù)即啟動(dòng) SPI 時(shí)鐘，將 8 比特的數(shù)據(jù)移入從機(jī)。傳輸結(jié)束后 SPI 時(shí)鐘停止，傳輸結(jié)束標(biāo)志 SPIF 置位。如果此時(shí) SPCR 寄存器的 SPI 中斷使能位 SPIE 置位，中斷就會(huì)發(fā)生。主機(jī)可以繼續(xù)往 SPDR 寫入數(shù)據(jù)以移位到從機(jī)中去，或者是將從機(jī)的 SS 拉高以說明數(shù)據(jù)包發(fā)送完成。最后進(jìn)來的數(shù)據(jù)將一直保存于緩沖寄存器里。配置為從機(jī)時(shí)，只要 SS 為高，SPI 接口將一直保持睡眠狀態(tài)，并保持 MISO 為三態(tài)。這個(gè)狀態(tài)下軟件可以更新 SPI 數(shù)據(jù)寄存器 SPDR 的內(nèi)容。即使此時(shí) SCK 引腳有輸入時(shí)鐘， SPDR 的數(shù)據(jù)也不會(huì)移出，直至 SS 被拉低。一個(gè)字節(jié)完全移出之后，傳輸結(jié)束標(biāo)志 SPIF 置位。如果此時(shí) SPCR 寄存器的 SPI 中斷使能位 SPIE 置位，就會(huì)產(chǎn)生中斷請(qǐng)求。在讀取移入的數(shù)據(jù)之前從機(jī)可以繼續(xù)往 SPDR 寫入數(shù)據(jù)。最后進(jìn)來的數(shù)據(jù)將一直保存于緩沖寄存器里。