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针对低速总线接口难以满足大数据背景下的高速信号传输这一需求。文章提出了一种FPGA与C8051F单片机的低成本、高速率接口解决方案。在系统分析SPI接口工作时序的基础上,设计其内部逻辑电路。本方案以Quartus II为开发平台,运用Verilog HDL硬件描述语言,从行为级建立SPI接口数据传输模型,并在Modelsim环境下对该模型进行功能与时序仿真。最后将配置完成的FPGA与C8051F进行板级调试。测试结果表明：本方案所设计的SPI接口具有速率快、协议简洁、扩展性强、系统开发成本低的特点。