孙永琦，李晓明

(浙江理工大学机械与自动控制学院，杭州310018)

DW8051 是Synopsys 公司设计的一款高性能、可配置、可综合的8051 软核，该软核同工业标准的803x/805x 微控制器兼容。DW8051 在很多基于ASIC和FPGA 技术的应用中得到广泛使用。DW8051 作为一个软核，只提供了最基本的标准8051 外设，包括通用串口、定时/计数器和中断控制器。为了扩展其应用，DW8051 提供了一组用户SFR(Special Function Register)外设总线，该总线可以让用户将自己设计的外设模块连接到DW8051 上面。本文设计的SPI 控制器，可作为一个外设挂载在DW8051 的SFR 外设总线上。

1 SPI 总线的概念和基本原理

串行外围接口SPI(Serial Peripheral Interface)是芯片内部串行通信的一种，该协议由Motorola 命名。SPI 是一种同步串行接口，可传输8 位字节格式数据，同一时刻只能传输1 位，具有I/O 资源占用少、协议实现简单、传输速度快等优点。目前，还没有公共领域规范对SPI 协议进行定义，也没有IEEE 的认定。然而，Motorola 设计的SPI 规范已经被广泛采用，可看做事实上的标准，而且得到很多半导体生产商的支持和认可［1］。目前，很多的MCU 和DSP 芯片以及AD器件和Flash 都支持SPI 总线接口。

SPI 的一个重要特性就是主/从模式，串行SPI总线仅要求4 根信号线，其中两根为控制线，两根为数据线。SPI 总线的信号定义如下:控制信号，串行时钟(SCLK)和从片选择(SS);数据信号，主机输入/从机输出(MISO)和主机输出/从机输入(MOSI)。SPI 数据传输速率可达几Mbit/s，通常只受限于主/从接口信号规范。该接口的主要问题是地址容量不足，每一从芯片都需要一根独立的从芯片选择线。对于简单的主/从设计来说，SPI 是非常不错的选择［1］。……