使用的同步串行三線SPI接口，可以方便的連接采用SPI通信協(xié)議的外圍或另一片AVR單片機，實現在短距離內的高速同步通信。ATmega128的SPI采用硬件方式實現面向字節(jié)的全雙工3線同步通信，支持主機、從機和2種不同極性的SPI時序，通信速率有7種選擇，主機方式的最高速率為1/2系統(tǒng)時鐘，從機方式最高速率為1/4系統(tǒng)時鐘。
ATmega128單片機內部的SPI接口也被用于程序存儲器和數據E2PROM的編程下載和上傳。但特別需要注意的是，此時SPI的MOSI和MISO接口不再對應PB2、PB3引腳，而是轉換到PE0、PE1引腳上（PDI、PDO），其詳見第二章中關于程序存儲器的串行編程和校驗部分的內容。
ATmega128的SPI為硬件接口和傳輸完成中斷申請，所以使用SPI傳輸數據的有效方法是采用中斷方式+數據緩存器的設計方法。在對SPI初始化時，應注意以下幾點：
。正確選擇和設置主機或從機，以及工作模式（極性），數據傳輸率；
。注意傳送字節(jié)的順序，是低位優(yōu)先（LSBFirst）還是高位優(yōu)先（MSBFrist）；
。正確設置MOSI和MISO接口的輸入輸出方向，輸入引腳使用上拉電阻，可以節(jié)省總線上的吊高電阻。
下面一段是SPI主機方式連續(xù)發(fā)送（接收）字節(jié)的例程：
#defineSIZE100
unsignedcharSPI_rx_buff[SIZE];
unsignedcharSPI_tx_buff[SIZE];
unsignedcharrx_wr_index，rx_rd_index，rx_counter，rx_buffer_overflow;
unsignedchartx_wr_index，tx_rd_index，tx_counter;
#pragmainterrupt_handlerspi_stc_isr：18
voidspi_stc_isr(void)
{
SPI_rx_buff[rx_wr_index]=SPDR;//從ISP口讀出收到的字節(jié)
if(++rx_wr_index==SIZE)rx_wr_index=0;//放入接收緩沖區(qū)，并調整隊列指針
if(++rx_counter==SIZE)
{
rx_counter=0;
rx_buffer_overflow=1;
}
if(tx_counter)//如果發(fā)送緩沖區(qū)中有待發(fā)的數據
{
--tx_counter;
SPDR=SPI_tx_buff[tx_rd_index];//發(fā)送一個字節(jié)數據，并調整指針
if(++tx_rd_index==SIZE)tx_rd_index=0;
}
}
unsignedchargetSPIchar(void)
{
unsignedchardata;
while(rx_counter==0);//無接收數據，等待
data=SPI_rx_buff[rx_rd_index];//從接收緩沖區(qū)取出一個SPI收到的數據
if(++rx_rd_index==SIZE)rx_rd_index=0;//調整指針
CLI();
--rx_counter;
SEI();
returndata;
}
voidputSPIchar(charc)
{
while(tx_counter==SIZE);//發(fā)送緩沖區(qū)滿，等待
CLI();
if(tx_counter||((SPSR&0x80)==0))//發(fā)送緩沖區(qū)已中有待發(fā)數據
{//或SPI正在發(fā)送數據時
SPI_tx_buffer[tx_wr_index]=c;//將數據放入發(fā)送緩沖區(qū)排隊
if(++tx_wr_index==SIZE)tx_wr_index=0;//調整指針
++tx_counter;
}
else
SPDR=c;//發(fā)送緩沖區(qū)中空且SPI口空閑，直接放入SPDR由SIP口發(fā)送
SEI();
}
voidspi_init(void)
{
unsignedchattemp;
DDRB|=0x080;//MISO=inputandMOSI，SCK，SS=output
PORTB|=0x80;//MISO上拉電阻有效
SPCR=0xD5;//SPI允許，主機模式，MSB，允許SPI中斷，極性方式01，1/16系統(tǒng)時鐘速率
SPSR=0x00;
temp=SPSR;
temp=SPDR;//清空SPI，和中斷標志，使SPI空閑
}
voidmain(void)
{
unsignedcharI;
CLI();//關中斷
spi_init();//初始化SPI接口
SEI();//開中斷
while()
{
putSPIchat(i);//發(fā)送一個字節(jié)
i++;
getSPIchar();//接收一個字節(jié)（第一個字節(jié)為空字節(jié)）
………
}
}
這個典型的SPI例程比較簡單，主程序中首先對ATmega128的硬件SPI進行初始化。在初始化過程中，將PORTB的MOSI、SCLK和SS引腳作為輸出，同時將MISO作為輸入引腳，并打開上拉電阻。接著對SPI的寄存器進行初始化設置，并空讀一次SPSR、SPDR寄存器（讀SPSR后再對SPDR操作將自動清零SPI中斷標志自動清零），使ISP空閑等待發(fā)送數據。
AVR的SPI由一個16位的循環(huán)移位寄存器構成，當數據從主機方移出時，從機的數據同時也被移入，因此SPI的發(fā)送和接收在一個中斷服務中完成。在SPI中斷服務程序中，先從SPDR中讀一個接收的字節(jié)存入接收數據緩沖器中，再從發(fā)送數據緩沖器取出一個字節(jié)寫入SPDR中，由ISP發(fā)送到從機。數據一旦寫入SPDR，ISP硬件開始發(fā)送數據。下一次ISP中斷時，表示發(fā)送完成，并同時收到一個數據。類似本章介紹的USART接口的使用，程序中putSPIchar()和getSPIchar()為應用程序的底層接口函數（SPI驅動程序是SPI中斷服務程序），同時也使用了兩個數據緩沖器，分別構成循環(huán)隊列。這種程序設計的思路，不但程序的結構性完整，同時也適當的解決了高速MCU和低速串口之間的矛盾，實現程序中任務的并行運行，提高了MCU的運行效率。
本例程是通過SPI批量輸出、輸入數據的示例，用戶可以使用一片ATmega128，將其MOSI和MISO兩個引腳連接起來，構成一個ISP接口自發(fā)自收的系統(tǒng)，對程序進行演示驗證。需要注意，實際接收到的字節(jié)為上一次中斷時發(fā)出的數據，即第一個收到的字節(jié)是空字節(jié)。
讀懂和了解程序的處理思想，讀者可以根據需要對程序進行改動，適合實際系統(tǒng)的使用。如在實際應用中外接的從機是一片SPI接口的溫度芯片，協(xié)議規(guī)程為：主機先要連續(xù)發(fā)送3個字節(jié)的命令，然后從機才返回一個字節(jié)的數據。那么用戶程序可以先循環(huán)調用putSPIchar()函數4次，將3個字節(jié)的命令和一個字節(jié)的空數據發(fā)送到從機，然后等待一段時間，或處理一些其它的操作后，再循環(huán)調用getSPIchar()函數4次，從接收數據緩沖器中連續(xù)讀取4個字節(jié)，放棄前3個空字節(jié)，第4個字節(jié)即為從機的返回數據了。
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