cc1310:spi
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cc1310:spi [2021/06/22 23:14] |
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|---|---|---|---|
| 行 1: | 行 1: | ||
| - | < | ||
| - | # SPI驱动 # | ||
| - | 这一节我们详细讲解TI CC13x0/ | ||
| - | ## 概述 ## | ||
| - | SPI(Serial Perripheral Interface), | ||
| - | SPI驱动程序能够驱动芯片与外围设备在SPI总线上进行数据的传输和接收。SPI驱动程序接口是典型的RTOS应用程序调用接口，它们被重定向到`SPI_FxnTalble`中的指针指定的特定驱动程序实现，增强了程序的移植性。 | ||
| - | ## SPI驱动的分层实现 ## | ||
| - | 虽然我们在应用层直接调用几个驱动接口就可以在SPI总线上发送数据，但是在驱动程序内部从接口函数到底层硬件操作是通过了多层封装的。如图1所示是SPI驱动程序的分层实现图： | ||
| - | |||
| - | , | ||
| - | ## SPI的驱动配置 ## | ||
| - | 在上文中我们已经提到SPI的配置数组SPI_config[], | ||
| - | List3: | ||
| - | ```C | ||
| - | /* | ||
| - | | ||
| - | */ | ||
| - | #include < | ||
| - | #include < | ||
| - | |||
| - | SPICC26XXDMA_Object spiCC26XXDMAObjects[CC2640R2_LAUNCHXL_SPICOUNT]; | ||
| - | |||
| - | const SPICC26XXDMA_HWAttrsV1 spiCC26XXDMAHWAttrs[CC2640R2_LAUNCHXL_SPICOUNT] = { | ||
| - | { | ||
| - | .baseAddr | ||
| - | .intNum | ||
| - | .intPriority | ||
| - | .swiPriority | ||
| - | .powerMngrId | ||
| - | .defaultTxBufValue | ||
| - | .rxChannelBitMask | ||
| - | .txChannelBitMask | ||
| - | .mosiPin | ||
| - | .misoPin | ||
| - | .clkPin | ||
| - | .csnPin | ||
| - | }, | ||
| - | }; | ||
| - | |||
| - | const SPI_Config SPI_config[CC2640R2_LAUNCHXL_SPICOUNT] = { | ||
| - | { | ||
| - | | ||
| - | | ||
| - | | ||
| - | }, | ||
| - | }; | ||
| - | |||
| - | const uint_least8_t SPI_count = CC2640R2_LAUNCHXL_SPICOUNT; | ||
| - | ``` | ||
| - | 我们可以看到SPI_config[]数组中的元素有三个参数，分别是`.fxnTablePtr`, | ||
| - | * **.fxnTablePtr** | ||
| - | `.fxnTablePtr`里面放的就是我们驱动具体的实现函数，这些驱动函数就是来自业务逻辑层。我们看到这里它被赋值成`SPICC26XXDMA_fxnTable`的指针, | ||
| - | * **.object** | ||
| - | `.object`是用来存放SPI的各种参数数据的，例如控制参数，传输参数等。 | ||
| - | * **.hwAttrs** | ||
| - | `.hwAttrs`是用来存放SPI硬件配置参数的数组，如List3所示，这些硬件参数是需要我们在使用SPI之前需要配置好的。 | ||
| - | ## SPI驱动接口 ## | ||
| - | 在SPI的中间件文件SPI.c和SPI.h中，我们看到一共给出了7个接口函数，下面我们分别看一下每个接口函数的功能，形参，返回值以及注意事项。 | ||
| - | 1. `void SPI_init(void)` | ||
| - | * 函数功能：利用配置文件中设置的配置参数初始化SPI模块 | ||
| - | * 形参：无 | ||
| - | * 返回值：无 | ||
| - | * 注意事项：在调用此函数之前，SPI_config结构体中的参数必须配置好；此函数必须先于其他任何SPI接口函数调用。 | ||
| - | 2. `void SPI_Params_init(SPI_Params *params)` | ||
| - | * 函数功能：将SPI_Params结构体中的参数初始化为默认值 | ||
| - | * 形参：`params`需要进行初始化的SPI_Params结构体的指针 | ||
| - | * 返回值：无 | ||
| - | * 注意事项：初始化SPI_Params结构体的默认值如List4所示 | ||
| - | List4: | ||
| - | ```C | ||
| - | /*!< 默认的SPI parameters 结构体 */ | ||
| - | const SPI_Params SPI_defaultParams = { | ||
| - | SPI_MODE_BLOCKING, | ||
| - | SPI_WAIT_FOREVER, | ||
| - | NULL, /* transferCallbackFxn */ | ||
| - | SPI_MASTER, | ||
| - | 1000000, | ||
| - | 8, /* dataSize */ | ||
| - | SPI_POL0_PHA0, | ||
| - | NULL /* custom */ | ||
| - | }; | ||
| - | ``` | ||
| - | 3. `SPI_Handle SPI_open(uint_least8_t index, SPI_Params *params)` | ||
| - | * 函数功能：打开给定的SPI外设 | ||
| - | * 形参：`index`编入SPI_config中的外设索引，`params`指向SPI_Params参数块的指针，如果为NULL就使用默认值 | ||
| - | * 返回值：`SPI_Handle`如果成功打开了SPI接口就返回此接口的参数配置数组（SPI_config）的句柄，如果发生错误则返回NULL | ||
| - | * 注意事项：在调用SPI_open（）之前，应先调用SPI_init（）进行了初始化 | ||
| - | 4. `bool SPI_transfer(SPI_Handle handle, SPI_Transaction *transaction)` | ||
| - | * 函数功能：执行SPI事务，发送/ | ||
| - | * 形参：`handle`SPI_open()中返回的句柄，`transaction`指向传输数据结构 | ||
| - | * 返回值：`bool`SPI_transfer是否启动成功，启动成功返回true, | ||
| - | * 注意事项：执行SPI事务有两种模式：**SPI_MODE_BLOCKING**和**SPI_MODE_CALLBACK**，在**SPI_MODE_BLOCKING**模式下，SPI_transfer将阻止任务的执行，直达事务完成。在**SPI_MODE_CALLBACK**模式下，SPI_transfer会调用**SPI_CallbackFxn**，不会阻止任务执行 | ||
| - | 5. `void SPI_transferCancel(SPI_Handle handle)` | ||
| - | * 函数功能：取消执行SPI事务 | ||
| - | * 形参：`handle`SPI_open()中返回的句柄 | ||
| - | * 返回值：无 | ||
| - | * 注意事项：在**SPI_MODE_BLOCKING**中，SPI_transferCancel（）不起作用。在**SPI_MODE_CALLBACK**中，如果SPI_transfer（）正在进行中，SPI_transferCancel（）将停止SPI传输。 | ||
| - | 6. `int_fast16_t SPI_control(SPI_Handle handle, uint_fast16_t cmd, void *controlArg)` | ||
| - | * 函数功能：在给定的SPI接口上执行特定的操作 | ||
| - | * 形参：`handle`SPI_open()中返回的句柄；`cmd`特定的处理命令（该命令可以来自SPI.h或者逻辑应用层的.h文件，例如SPICC26XX.h）；`controlArg`伴随`cmd`的可选择的读写命令 | ||
| - | * 返回值：不同命令处理的特定返回值，如果为负值表示操作不成功 | ||
| - | * 注意事项：在调用该函数之前必须先调用SPI_open（） | ||
| - | 7. `void SPI_close(SPI_Handle handle)` | ||
| - | * 函数功能：关闭指定的SPI外设接口 | ||
| - | * 形参：`handle`SPI_open()中返回的句柄 | ||
| - | * 返回值：无 | ||
| - | * 注意事项：在调用该函数之前，必须先调用SPI_close（） | ||
| - | ## SPI数据传输的程序实现 ## | ||
| - | 下面我们调用SPI接口函数，将SPI设置为Master, | ||
| - | ```C | ||
| - | SPI_Handle | ||
| - | SPI_Params | ||
| - | SPI_Transaction spiTransaction; | ||
| - | uint8_t | ||
| - | uint8_t | ||
| - | bool transferOK; | ||
| - | SPI_init(); | ||
| - | SPI_Params_init(& | ||
| - | spiParams.dataSize = 8; // 8-bit data size | ||
| - | spi = SPI_open(Board_SPI0, | ||
| - | if (spi == NULL) { | ||
| - | while (1); // SPI_open() failed | ||
| - | } | ||
| - | // Fill in transmitBuffer | ||
| - | spiTransaction.count = MSGSIZE; | ||
| - | spiTransaction.txBuf = transmitBuffer; | ||
| - | spiTransaction.rxBuf = receiveBuffer; | ||
| - | transferOK = SPI_transfer(spi, | ||
| - | if (!transferOK) { | ||
| - | // Error in SPI or transfer already in progress. | ||
| - | } | ||
| - | ``` | ||
| - | |||
| - | 1. 我们可以看到，程序首先调用`SPI_init()`，利用SPI_config中的配置参数对SPI进行初始化，这一步函数的调用必须要在其他SPI接口函数调用之前进行，且SPI_config中的配置参数已经设置完成。 | ||
| - | 2. 调用`SPI_Params_init()`将SPI_Params中的参数全部初始化为默认值，这些默认值在该接口函数说明中已经给出。 | ||
| - | 3. 对于各自的应用，SPI_Params结构体中的参数值可能和默认值不同，接下来可以对它们进行相应的修改。 | ||
| - | 4. 调用`SPI_open()`打开对应的SPI外设接口 | ||
| - | 5. 为数据传输结构体`SPI_Transaction`进行赋值，设置数据接收和传输缓冲区，以及传输事务的帧数（MSGSIZE）。 | ||
| - | 6. 调用`SPI_transfer()`开始进行数据传输。我们看到在结构体`SPI_Transaction`中有两个参数，分别是`*txBuf`(输入缓冲区)，`*rxBuf`(输出缓冲区)，当我们调用`SPI_transfer()`进行数据输出的时候，我们只需要将数据放入`*txBuf`中，调用函数之后数据就会传输出去；当我们调用`SPI_transfer()`进行数据接收的时候更加方便，调用函数之后，接收到的数据直接就会放入`*rxBuf`中。至此我们就完成了SPI接口的打开与数据传输。 | ||
| - | 7. 根据以上接口的调用我们在例程SPIFlash.c中又写了一下函数，根据上面的调用实现，应该不难理解。 | ||
| - | |||
| - | ```C | ||
| - | static bool Spi_Open(uint32_t bitRate) { | ||
| - | SPI_Params spiParams; | ||
| - | /* Configure SPI as master */ | ||
| - | SPI_Params_init(& | ||
| - | spiParams.bitRate = bitRate; | ||
| - | spiParams.mode = SPI_MASTER; | ||
| - | spiParams.transferMode = SPI_MODE_BLOCKING; | ||
| - | |||
| - | /* Attempt to open SPI. */ | ||
| - | spiHandle = SPI_open(Board_SPI0, | ||
| - | |||
| - | return spiHandle != NULL; | ||
| - | } | ||
| - | ``` | ||
| - | |||
| - | ```C | ||
| - | static bool Spi_Write(const uint8_t *buf, size_t len) { | ||
| - | SPI_Transaction masterTransaction; | ||
| - | |||
| - | masterTransaction.count | ||
| - | masterTransaction.txBuf | ||
| - | masterTransaction.arg | ||
| - | masterTransaction.rxBuf | ||
| - | |||
| - | return SPI_transfer(spiHandle, | ||
| - | } | ||
| - | ``` | ||
| - | |||
| - | ```C | ||
| - | static bool Spi_Read(uint8_t *buf, size_t len) { | ||
| - | SPI_Transaction masterTransaction; | ||
| - | |||
| - | masterTransaction.count = len; | ||
| - | masterTransaction.rxBuf = buf; | ||
| - | masterTransaction.txBuf = NULL; | ||
| - | masterTransaction.arg = NULL; | ||
| - | |||
| - | return SPI_transfer(spiHandle, | ||
| - | } | ||
| - | ``` | ||
| - | |||
| - | ## 使用SPI从Flash中读取数据示例 ## | ||
| - | 在上面中我们已经讲过，芯片与外围设备之间的SPI接口是通过4个管脚连接进行控制和数据交换的，我们要通过SPI进行数据传输就必须有效控制这些管脚，打通数据交换链路。其次就是要根据外围设备自己的特性进行相关处理命令控制以读取写入数据。图2展示了数据通过SPI在Master和Slave之间的传输示意图： | ||
| - | |||
| - | 主要的作用是 Master 设备往 Slave 设备传输时钟信号, | ||
| - | * **SDO/ | ||
| - | * **SDI/ | ||
| - | |||
| - | 上面我们调用SPI接口已经能够驱动芯片进行数据传输了，下面我们来讲讲要使Flash能够被写入和读出数据需要做哪些设置。这里我们利用以[成都乐控畅联科技有限公司](http:// | ||
| - | 在W25Q80BV的datasheet上我们可以看见其管脚封装图如图3所示： | ||
| - | |||
| - | { | ||
| - | PIN_setOutputValue(hFlashPin, | ||
| - | } | ||
| - | ``` | ||
| - | List2: | ||
| - | ```C | ||
| - | static void flashDeSelect(void){ | ||
| - | PIN_setOutputValue(hFlashPin, | ||
| - | } | ||
| - | ``` | ||
| - | 通过阅读W25Q80BV的datasheet我们可以知道要对其进行读写操作是要写入相应指令的，每条指令都有其时序图。表1列出了部分指令，完整的指令集请查看其datasheet。 | ||
| - | 表1： W25Q80BV部分指令 | ||
| - | |||
| - | |指令名|指令码| | ||
| - | |: | ||
| - | |写使能|06h| | ||
| - | |写失能|04h| | ||
| - | |写状态寄存器|01h| | ||
| - | |页编程|02h| | ||
| - | |扇区擦除|20h| | ||
| - | |读数据|03h| | ||
| - | |读Manufacturer/ | ||
| - | |||
| - | List3展示了程序中对这些指令的宏定义。 | ||
| - | List3：W25Q80BV部分指令的宏定义 | ||
| - | ```C | ||
| - | #define FLASH_WRITE_ENABLE | ||
| - | #define FLASH_WRITE_DISABLE | ||
| - | #define FLASH_WRITE_STATUS_REG | ||
| - | #define FLASH_WRITE_DATA | ||
| - | #define FLASH_SECTOR_ERASE | ||
| - | #define FLASH_READ_DATA | ||
| - | #define FLASH_READ_MANUDEVID | ||
| - | ``` | ||
| - | 看了指令，我们再来看看相应指令的时序图。 | ||
| - | |||
| - |  { | ||
| - | bool flag; | ||
| - | const uint8_t comAdd[] = {FLASH_WRITE_ENABLE};// | ||
| - | FlashSelect(); | ||
| - | flag = Spi_Write(comAdd, | ||
| - | FlashDeSelect(); | ||
| - | return flag; | ||
| - | } | ||
| - | ``` | ||
| - | 2. 写入**读Manufacturer/ | ||
| - | 3. 写入地址**000000h**。这在图8, | ||
| - | 4. 读取两个字节的Manufacturer/ | ||
| - | ```C | ||
| - | static bool Flash_GetInfo(void) { | ||
| - | bool flag; | ||
| - | const uint8_t comAdd[] = {FLASH_READ_MANUDEVID, | ||
| - | FlashSelect();// | ||
| - | flag = Spi_Write(comAdd, | ||
| - | if(!flag) { | ||
| - | FlashDeSelect(); | ||
| - | return false; | ||
| - | } | ||
| - | flag = Spi_Read(devInfoBuf, | ||
| - | FlashDeSelect();// | ||
| - | return flag; | ||
| - | } | ||
| - | ``` | ||
| - | 完整的代码实现文件你可以在[SPIFlash.c](http:// | ||
| - | 1. 将源文件[SPIFlash.c](http:// | ||
| - | 2. 在`C: | ||
| - | |||
| - | ![](http:// | ||
| - | |||
| - | 3. 选中`uartcho.c`文件，点击右键，选择**remove**, | ||
| - | 4. 在工程目录下选中`source files`文件夹，选择**Add**条目下的**Add Files...**, | ||
| - | |||
| - | ![](http:// | ||
| - | |||
| - | 5. 选中工程文件`uartecho-Debug`点击右键，选择`Rebuild All`编译工程。 | ||
| - | 6. 保证已经下载了蓝牙协议栈镜像文件的调试板接入电脑，选择**Project-> | ||
| - | 7. 打开串口调试助手，连接上对应的端口，在[CC13X0/ | ||
| - | |||
| - | ![](http:// | ||
| - | |||
| - | 8. 如图11所示，将逻辑分析仪的各个通道分别连接[CC13X0/ | ||
| - | |||
| - | ![](http:// | ||
| - | |||
| - | 9. 打开逻辑分析仪（Saleae Logic 1.1.15），首先配置好SPI接口，这在软件右侧**Analyzers**下的SPI选项下配置，如图12所示。 | ||
| - | |||
| - | ![](http:// | ||
| - | |||
| - | 10. 选择之后你可以看到如图13所示的配置界面，将各个端口对应的通道配置好，点击**Save**保存。 | ||
| - | ![](http:// | ||
| - | 11. 点击界面上方的**Start**按钮如图14所示, | ||
| - | |||
| - | ![](http:// | ||
| - | |||
| - | ![](http:// | ||
| - | |||
| - | 12. 在[CC13X0/ | ||
| - | 13. 这样我们就可以看到我们向Flash输入数据，读出数据的时序图，如图16所示。我们可以看到，我们输入的指令与我们程序是完全符合的，读出Manufacturer/ | ||
| - | |||
| - | ![](http:// | ||
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cc1310/spi.txt · 最后更改: 2021/06/22 23:14 (外部编辑)
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