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系統時鐘，從機方式最高速率為1/4系統時鐘。

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；

。注意傳送字節的順序，是低位優先（LSBFirst）還是高位優先（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，可以節省總線上的吊高電阻。

下面一段是SPI主機方式連續發送（接收）字節的例程：

#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

if(++rx_wr_index==SIZE)rx_wr_index=0;//放入接收緩沖區，并調整隊列指針

if(++rx_counter==SIZE)

{

rx_counter=0;

rx_buffer_overflow=1;

}

if(tx_counter)//如果發送緩沖區中有待發的數據

{

--tx_counter;

SPDR=SPI_tx_buff[tx_rd_index];//發送一個字節數據，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);//發送緩沖區滿，等待

CLI();

if(tx_counter||((SPSR0x80)==0))//發送緩沖區已中有待發數據

{//或SPI正在發送數據時

SPI_tx_buffer[tx_wr_index]=c;//將數據放入發送緩沖區排隊

if(++tx_wr_index==SIZE)tx_wr_index=0;//調整指針

++tx_counter;

}

else

SPDR=c;//發送緩沖區中空且SPI口空閑，直接放入SPDR由SIP口發送

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);//發送一個字節

i++;

getSPIchar();//接收一個字節（第一個字節為空字節）

………

}

}

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空閑等待發送數據。

AVR的SPI由一個16位的循環移位寄存器構成，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存入接收數據緩沖器中，再從發送數據緩沖器取出一個字節寫入SPDR中，由ISP發送到從機。數據一旦寫入SPDR，ISP硬件開始發送數據。下一次ISP中斷時，表示發送完成，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接口自發自收的系統，對程序進行演示驗證。需要注意，實際接收到的字節為上一次中斷時發出的數據，即第一個收到的字節是空字節。

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，協議規程為：主機先要連續發送3個字節的命令，然后從機才返回一個字節的數據。那么用戶程序可以先循環調用putSPIchar()函數4次，將3個字節的命令和一個字節的空數據發送到從機，然后等待一段時間，或處理一些其它的操作后，再循環調用getSPIchar()函數4次，從接收數據緩沖器中連續讀取4個字節，放棄前3個空字節，第4個字節即為從機的返回數據了。