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第020课 SPI裸板
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=第001节_SPI协议介绍 = *配套视频:ARM裸机1期加强版->第20课_SPI->第001节_SPI协议介绍_P.mp4 *配套代码:023_spi_020->01th_spi_i2c_adc_jz2440_oled_020_002 *配套笔记: *实验环境:百问网Ubuntu16.04、Window7/Window10 *适用单板:JZ2440(原理适用所有Soc) 市面上的开发板很少接有SPI设备,但是SPI协议在工作中经常用到。我们开发了SPI模块,上面有SPI Flash和SPI OLED。OLED就是一块显示器。 我们裸板程序会涉及两部分: #用GPIO模拟SPI #用S3C2440的SPI控制器 我们先介绍下SPI协议,硬件框架如下: [[File:chapter20_lesson1_001.jpg]] SCK:提供时钟 DO:作为数据输出 DI:作为数据输入 CS0/CS1:作为片选 同一时刻只能有一个SPI设备处于工作状态。 假设现在2440传输一个0x56数据给SPI Flash,时序如下:<br> [[File:chapter20_lesson1_002.jpg]] 首先CS0先拉低选中SPI Flash,0x56的二进制就是0b0101 0110,因此在每个SCK时钟周期,DO输出对应的电平。 SPI Flash会在每个时钟周期的上升沿读取D0上的电平。 在SPI协议中,有两个值来确定SPI的模式。 CPOL:表示SPICLK的初始电平,0为电平,1为高电平 CPHA:表示相位,即第一个还是第二个时钟沿采样数据,0为第一个时钟沿,1为第二个时钟沿 {| class="wikitable" |- ! CPOL !! CPHA !! 模式 !! 含义 |- | 0 || 0 || 0 || 初始电平为低电平,在第一个时钟沿采样数据 |- | 0 || 1 || 1 || 初始电平为低电平,在第二个时钟沿采样数据 |- | 1 || 0 || 2 || 初始电平为高电平,在第一个时钟沿采样数据 |- | 1 || 1 || 3 || 初始电平为高电平,在第二个时钟沿采样数据 |} 我们常用的是模式0和模式3,因为它们都是在上升沿采样数据,不用去在乎时钟的初始电平是什么,只要在上升沿采集数据就行。 极性选什么?格式选什么?通常去参考外接的模块的芯片手册。比如对于OLED,查看它的芯片手册时序部分:<br> [[File:chapter20_lesson1_003.jpg]] SCLK的初始电平我们并不需要关心,只要保证在上升沿采样数据就行。 =第002节_使用GPIO实现SPI协议操作OLED = 现在开始写代码,使用GPIO实现SPI协议操作。 我们现在想要操作OLED,通过三条线(SCK、DO、CS)与OLED相连,这里没有DI是因为2440只会向OLED传数据而不用接收数据。 我们要用GPIO来实现SOC向OLED写数据,这一层用gpio_spi.c来实现,负责发送数据。 对于OLED,有专门的指令和数据格式,要传输的数据内容,在oled.c这一层来实现,负责组织数据。 因此,我们需要实现以上两个文件。<br> [[File:chapter20_lesson2_001.jpg]] 需要实现的函数:先SPI初始化SPIInt(),再初始化OLEDOLEDInit(),最后再显示OLEDPrint()。 新建一个gpio_spi.c文件,实现SPI初始化SPIInt() <syntaxhighlight lang="c" > void SPIInit(void) { /* 初始化引脚 */ SPI_GPIO_Init(); } </syntaxhighlight> 再具体实现SPI_GPIO_Init()。这里使用GPIO实现SPI协议,电路图如下:<br> [[File:chapter20_lesson2_002.jpg]] GPF1作为OLED片选引脚,设置为输出; GPG2作为FLASH片选引脚,设置为输出; GPG4作为OLED的数据(Data)/命令(Command)选择引脚,设置为输出; GPG5作为SPI的MISO,设置为输入; GPG6作为SPI的MOSI,设置为输出; GPG7作为SPI的时钟CLK,设置为输出; <syntaxhighlight lang="c" > /* 用GPIO模拟SPI */ static void SPI_GPIO_Init(void) { /* GPF1 OLED_CSn output */ GPFCON &= ~(3<<(1*2)); GPFCON |= (1<<(1*2)); GPFDAT |= (1<<1); /* GPG2 FLASH_CSn output * GPG4 OLED_DC output * GPG5 SPIMISO input * GPG6 SPIMOSI output * GPG7 SPICLK output */ GPGCON &= ~((3<<(2*2)) | (3<<(4*2)) | (3<<(5*2)) | (3<<(6*2)) | (3<<(7*2))); GPGCON |= ((1<<(2*2)) | (1<<(4*2)) | (1<<(6*2)) | (1<<(7*2))); GPGDAT |= (1<<2); } </syntaxhighlight> 再新建一个oled.c文件,以实现初始化OLEDOLEDInit() <syntaxhighlight lang="c" > void OLEDInit(void) { /* 向OLED发命令以初始化 */ } 查阅OLED数据手册SPEC UG-2864TMBEG01.pdf可以得知其初始化流程和参考的初始化代码: void OLEDInit(void) { /* 向OLED发命令以初始化 */ OLEDWriteCmd(0xAE); /*display off*/ OLEDWriteCmd(0x00); /*set lower column address*/ OLEDWriteCmd(0x10); /*set higher column address*/ OLEDWriteCmd(0x40); /*set display start line*/ OLEDWriteCmd(0xB0); /*set page address*/ OLEDWriteCmd(0x81); /*contract control*/ OLEDWriteCmd(0x66); /*128*/ OLEDWriteCmd(0xA1); /*set segment remap*/ OLEDWriteCmd(0xA6); /*normal / reverse*/ OLEDWriteCmd(0xA8); /*multiplex ratio*/ OLEDWriteCmd(0x3F); /*duty = 1/64*/ OLEDWriteCmd(0xC8); /*Com scan direction*/ OLEDWriteCmd(0xD3); /*set display offset*/ OLEDWriteCmd(0x00); OLEDWriteCmd(0xD5); /*set osc division*/ OLEDWriteCmd(0x80); OLEDWriteCmd(0xD9); /*set pre-charge period*/ OLEDWriteCmd(0x1f); OLEDWriteCmd(0xDA); /*set COM pins*/ OLEDWriteCmd(0x12); OLEDWriteCmd(0xdb); /*set vcomh*/ OLEDWriteCmd(0x30); OLEDWriteCmd(0x8d); /*set charge pump enable*/ OLEDWriteCmd(0x14); } </syntaxhighlight> 因此我们还要先实现OLEDWriteCmd()函数,对于OLED,除了SPI的片选、时钟、数据引脚,还有一个数据/命令切换引脚。<br> [[File:chapter20_lesson2_003.jpg]] 这里的D/C即数据(Data)/命令(Command)选择引脚,它为高电平时,OLED即认为收到的是数据;它为低电平时,OLED即认为收到的是命令。 对于OLED,命令由开启/关闭显示、背光亮度等,具体有什么命令,可以查阅OLED的主控芯片手册SSD1306-Revision 1.1 (Charge Pump).pdf,在9 COMMAND TABLE 有相关命令的介绍。 因此,在编写OLEDWriteCmd()时,需要先设置为命令模式: <syntaxhighlight lang="c" > static void OLEDWriteCmd(unsigned char cmd) { OLED_Set_DC(0); /* command */ OLED_Set_CS(0); /* select OLED */ SPISendByte(cmd); OLED_Set_CS(1); /* de-select OLED */ OLED_Set_DC(1); /* */ } </syntaxhighlight> 即:先设置为命令模式,再片选OLED,再传输命令,再恢复成原来的模式和取消片选。 片选函数和模式切换函数都比较简单,设置为对应的高低电平即可: <syntaxhighlight lang="c" > static void OLED_Set_DC(char val) { if (val) GPGDAT |= (1<<4); else GPGDAT &= ~(1<<4); } static void OLED_Set_CS(char val) { if (val) GPFDAT |= (1<<1); else GPFDAT &= ~(1<<1); } </syntaxhighlight> 还剩下SPISendByte()函数,它属于SPI协议,放在gpio_spi.c里面: <syntaxhighlight lang="c" > void SPISendByte(unsigned char val) { int i; for (i = 0; i < 8; i++) { SPI_Set_CLK(0); SPI_Set_DO(val & 0x80); SPI_Set_CLK(1); val <<= 1; } } </syntaxhighlight> 发送数据要满足SPI的时序要求,参考前面的介绍:<br> [[File:chapter20_lesson1_002.jpg]] 先设置CLK为低,然后数据引脚输出数据的最高位,然后CLK为高,在CLK这个上升沿中,OLED就读取了一位数据。接着左移一位,将原来的第7位移动到了第8位,重复8次,传输完成。 再完成SPI_Set_CLK()和SPI_Set_DO(): <syntaxhighlight lang="c" > static void SPI_Set_CLK(char val) { if (val) GPGDAT |= (1<<7); else GPGDAT &= ~(1<<7); } static void SPI_Set_DO(char val) { if (val) GPGDAT |= (1<<6); else GPGDAT &= ~(1<<6); } </syntaxhighlight> 至此,SPI初始化和OLED初始化就基本完成了,接下来就是OLED显示部分。 先了解一下OLED显示的原理:<br> [[File:chapter20_lesson2_004.jpg]] OLED长有128个像素,宽有64个像素,每个像素用一位来表示,为1则亮,为0则灭。 每一个字节数据Datax控制每列8个像素,在显存里面存放Data数据。 之后所需的操作就是把数据写到显存里面去,如何写到显存可以拆分成两个问题: ①怎么发地址 ②怎么发数据 OLED主控的手册里介绍了三种地址模式,我们常用的是页地址模式(Page addressing mode (A[1:0]=10xb)),它把显存的64行分为8页,每页对应8行;选中某页后,再选择某列,然后就可以往里面写数据了,每写一个数据,地址就会加1,一直写到最右端的位置,他会自动跳到最左端。 通过命令来实现发送页地址和列地址,其中列地址分为两次发送,先发送低字节,再发送高字节。 假设每个字符数据大小为8x16,假如第一个字符位置为(page,col),相邻的右边就是(page,col+8),写满一行跳至下一行的坐标就是(page+2,col)。 <syntaxhighlight lang="c" > /* page: 0-7 * col : 0-127 * 字符: 8x16象素 */ void OLEDPrint(int page, int col, char *str) { int i = 0; while (str[i]) { OLEDPutChar(page, col, str[i]); col += 8; if (col > 127) { col = 0; page += 2; } i++; } } </syntaxhighlight> 只要字符数组str[i]有数据,就调用OLEDPutChar(page, col, str[i])在指定位置显示第一个字符,然后位置向右移动一个字符的大小,如果遇到行尾,再进行换行,就这样依次显示完所有字符。 现在开始实现最重要的OLEDPutChar()函数。把一个字符在OLED上显示出来需要以下几个步骤: a. 得到字模 b. 发给OLED 字模我们可以从网上搜索相关资料获取到,将字模的数组oled_asc2_8x16[95][16]放在oledfont.c里面,字符从空格开始,因此每次减去一个空格才是我们想要的字符。 如图所示一个字符,先以(page, col)为起点,显示8位数据,再换行,以(page+1, col)为起点显示8位数据。<br> [[File:chapter20_lesson2_005.jpg]] <syntaxhighlight lang="c" > /* page: 0-7 * col : 0-127 * 字符: 8x16象素 */ void OLEDPutChar(int page, int col, char c) { int i = 0; /* 得到字模 */ const unsigned char *dots = oled_asc2_8x16[c - ' ']; /* 发给OLED */ OLEDSetPos(page, col); /* 发出8字节数据 */ for (i = 0; i < 8; i++) OLEDWriteDat(dots[i]); OLEDSetPos(page+1, col); /* 发出8字节数据 */ for (i = 0; i < 8; i++) OLEDWriteDat(dots[i+8]); } </syntaxhighlight> 显示一个字符,就先获取字模数据,接着发出8字节数据,再换行发出8字节数。 再来实现OLED设置坐标位置函数,先设置page: <img src="./lesson/lesson2/lesson2_006.jpg"> D0~D2表示page数据,D3-D7是固定的值,因此每次写的命令内容为0xB0+page; 再设置列:<br> [[File:chapter20_lesson2_007.jpg]]<br> 分两次发送,显示发送低字节4位,再发送高字节四位; <syntaxhighlight lang="c" > static void OLEDSetPos(int page, int col) { OLEDWriteCmd(0xB0 + page); /* page address */ OLEDWriteCmd(col & 0xf); /* Lower Column Start Address */ OLEDWriteCmd(0x10 + (col >> 4)); /* Lower Higher Start Address */ } </syntaxhighlight> 前面提到了OLED主控有三种地址模式,我们常用的是页地址模式(Page addressing mode (A[1:0]=10xb)),虽然这是默认的摸索,但还是设置一下比较好:<br> [[File:chapter20_lesson2_008.jpg]] 即先发送0x20,再设置A[1:0]=10: <syntaxhighlight lang="c" > static void OLEDSetPageAddrMode(void) { OLEDWriteCmd(0x20); OLEDWriteCmd(0x02); } </syntaxhighlight> 在显示中,一般都需一个清屏函数来清空当前可能显示的数据。清屏函数比较简单,往所有位置里面写0即可: <syntaxhighlight lang="c" > static void OLEDClear(void) { int page, i; for (page = 0; page < 8; page ++) { OLEDSetPos(page, 0); for (i = 0; i < 128; i++) OLEDWriteDat(0); } } </syntaxhighlight> 再把地址模式OLEDSetPageAddrMode()和清屏函数OLEDClear()放在SPI_GPIO_Init()里,在Makefile加上gpio_spi.o和oled.o。 最后在主函数里加上初始化和显示函数: SPIInit(); OLEDInit(); OLEDPrint(0,0,"www.100ask.net, 100ask.taobao.com"); =第003节_SPI_FLASH编程_读ID = 这节讲解如何使用SPI操作Flash,我们在上节课的代码上进行修改,添加一个文件 spi_flash.c 和其头文件 spi_flash.h 。 我们先做一个最简单的spi操作,读取Flash的ID, SPIFlashID() 。 Flash的ID有厂家ID和设备ID,分别用pMID和pDID来保存。 根据Flash的芯片手册 W25Q16DV.pdf 可以知道需要先发出一个指令0x90,再发送24位的地址0,再读取数据前8位是设备ID,然后是8位设备ID。进行操作前必须要片选SPI Flash,片选完还是释放SPI Flash: [[File:chapter20_lesson3_001.jpg]] <syntaxhighlight lang="c" > void SPIFlashReadID(int *pMID, int *pDID) { SPIFlash_Set_CS(0); /* 选中SPI FLASH */ SPISendByte(0x90); SPIFlashSendAddr(0); *pMID = SPIRecvByte(); *pDID = SPIRecvByte(); SPIFlash_Set_CS(1); } </syntaxhighlight> 把其中的发送24地址封装成了一个函数 SPIFlashSendAddr() : <syntaxhighlight lang="c" > static void SPIFlashSendAddr(unsigned int addr) { SPISendByte(addr >> 16); SPISendByte(addr >> 8); SPISendByte(addr & 0xff); } </syntaxhighlight> 依次完成上面的子函数,先是SPI片选,上一节的原理图可以看到SPI Flash的片选是GPG2: <syntaxhighlight lang="c" > static void SPIFlash_Set_CS(char val) { if (val) GPGDAT |= (1<<2); else GPGDAT &= ~(1<<2); } </syntaxhighlight> SPISendByte() 和前面OLED的是一样的,就不用写了,因此就只剩下 SPIRecvByte() ,放在 gpio_spi.c 里面实现: <syntaxhighlight lang="c" > unsigned char SPIRecvByte(void) { int i; unsigned char val = 0; for (i = 0; i < 8; i++) { val <<= 1; SPI_Set_CLK(0); if (SPI_Get_DI()) val |= 1; SPI_Set_CLK(1); } return val; } </syntaxhighlight> 在每个时钟周期读取DI引脚上的值,对于SOC就是MISO引脚: <syntaxhighlight lang="c" > static char SPI_Get_DI(void) { if (GPGDAT & (1<<5)) return 1; else return 0; } </syntaxhighlight> 至此,读取Flash的ID基本实现,最后在主函数里调用打印,分别在串口和OLED上显示: <syntaxhighlight lang="c" > SPIFlashReadID(&mid, &pid); printf("SPI Flash : MID = 0x%02x, PID = 0x%02x\n\r", mid, pid); sprintf(str, "SPI : %02x, %02x", mid, pid); OLEDPrint(4,0,str); </syntaxhighlight> Makefile记得加上新生成的 spi_flash.o 。 = 第004节_SPI_FLASH编程_读写 = Flash作为一个存储芯片,最重要的就是存储和读取存储的数据,这节我们就实现Flash里数据的读写。 对于Flash,每次写操作需要的步骤如下: #去保护(写使能、写状态寄存器); #擦除(写使能) #编写入数据(写使能) 可以看出对于写操作,每次都要写使能,查阅芯片手册,可以看出写使能比较简单,只需要发送0x06命令即可:<br> [[File:chapter20_lesson4_001.jpg]] 反之,写保护则是写入0x04:<br> [[File:chapter20_lesson4_002.jpg]] <syntaxhighlight lang="c" > static void SPIFlashWriteEnable(int enable) { if (enable) { SPIFlash_Set_CS(0); SPISendByte(0x06); SPIFlash_Set_CS(1); } else { SPIFlash_Set_CS(0); SPISendByte(0x04); SPIFlash_Set_CS(1); } } </syntaxhighlight> 然后是读写状态寄存器,状态寄存器有两个,通过0x05读取状态寄存器1,通过0x35读取状态寄存器2:<br> [[File:chapter20_lesson4_001.jpg]]<br> <syntaxhighlight lang="c" > static unsigned char SPIFlashReadStatusReg1(void) { unsigned char val; SPIFlash_Set_CS(0); SPISendByte(0x05); val = SPIRecvByte(); SPIFlash_Set_CS(1); return val; } static unsigned char SPIFlashReadStatusReg2(void) { unsigned char val; SPIFlash_Set_CS(0); SPISendByte(0x35); val = SPIRecvByte(); SPIFlash_Set_CS(1); return val; } </syntaxhighlight> 写状态寄存器则是先发出0x01命令,再依次发送状态寄存器1、状态寄存器2:<br> [[File:chapter20_lesson4_004.jpg]] <syntaxhighlight lang="c" > static void SPIFlashWriteStatusReg(unsigned char reg1, unsigned char reg2) { SPIFlashWriteEnable(1); SPIFlash_Set_CS(0); SPISendByte(0x01); SPISendByte(reg1); SPISendByte(reg2); SPIFlash_Set_CS(1); SPIFlashWaitWhenBusy(); } </syntaxhighlight> 写状态寄存器还需要去保护,默认的是发出`SPIFlashWriteEnable()`后,即可写状态寄存器,但为了确保万无一失,还是手动在将SRP1和SRP2设置为0,即将状态寄存器1的最高位清零和状态寄存器最低位清零:<br> [[File:chapter20_lesson4_005.jpg]]<br> [[File:chapter20_lesson4_006.jpg]]<br> <syntaxhighlight lang="c" > static void SPIFlashClearProtectForStatusReg(void) { unsigned char reg1, reg2; reg1 = SPIFlashReadStatusReg1(); reg2 = SPIFlashReadStatusReg2(); reg1 &= ~(1<<7); reg2 &= ~(1<<0); SPIFlashWriteStatusReg(reg1, reg2); } </syntaxhighlight> Flash有两种保护机制,一个是保护状态寄存器,一种是保护存储数据,现在再来清除数据保护。 需要将CMP设置为0的同时,将BP0、BP1、BP2都设置为0:<br> [[File:chapter20_lesson4_007.jpg]]<br> [[File:chapter20_lesson4_006.jpg]]<br> <syntaxhighlight lang="c" > static void SPIFlashClearProtectForData(void) { /* cmp=0,bp2,1,0=0b000 */ unsigned char reg1, reg2; reg1 = SPIFlashReadStatusReg1(); reg2 = SPIFlashReadStatusReg2(); reg1 &= ~(7<<2); reg2 &= ~(1<<6); SPIFlashWriteStatusReg(reg1, reg2); } </syntaxhighlight> 将两个清除写保护都放在一起,作为一个SPI Flash初始化函数: <syntaxhighlight lang="c" > void SPIFlashInit(void) { SPIFlashClearProtectForStatusReg(); SPIFlashClearProtectForData(); } </syntaxhighlight> 再来实现擦除,擦除命令需要先发一个0x20的命令,再发出24位的想擦除位置的地址: [[File:chapter20_lesson4_008.jpg]] <syntaxhighlight lang="c" > /* erase 4K */ void SPIFlashEraseSector(unsigned int addr) { SPIFlashWriteEnable(1); SPIFlash_Set_CS(0); SPISendByte(0x20); SPIFlashSendAddr(addr); SPIFlash_Set_CS(1); SPIFlashWaitWhenBusy(); } </syntaxhighlight> 为了保证擦除成功,需要读取状态寄存器1的的第1位: <syntaxhighlight lang="c" > static void SPIFlashWaitWhenBusy(void) { while (SPIFlashReadStatusReg1() & 1); } </syntaxhighlight> 然后是烧写函数,先发命令0x02,再发出24位地址,最后再逐个发送数据:<br> [[File:chapter20_lesson4_009.jpg]] <syntaxhighlight lang="c" > /* program */ void SPIFlashProgram(unsigned int addr, unsigned char *buf, int len) { int i; SPIFlashWriteEnable(1); SPIFlash_Set_CS(0); SPISendByte(0x02); SPIFlashSendAddr(addr); for (i = 0; i < len; i++) SPISendByte(buf[i]); SPIFlash_Set_CS(1); SPIFlashWaitWhenBusy(); } </syntaxhighlight> 同前面的擦除操作一样,烧写操作也不是一定是实时的,需要读取状态标志位来判断是否完成。 读函数也是类似的操作,先发命令0x03,再发出24位地址,再逐个读取数据:<br> [[File:chapter20_lesson4_0010.jpg]]<br> <syntaxhighlight lang="c" > void SPIFlashRead(unsigned int addr, unsigned char *buf, int len) { int i; SPIFlash_Set_CS(0); SPISendByte(0x03); SPIFlashSendAddr(addr); for (i = 0; i < len; i++) buf[i] = SPIRecvByte(); SPIFlash_Set_CS(1); } </syntaxhighlight> 至此,基本的Flash读写功能已经完成,在主函数调用擦除函数擦除4096这个扇区的数据,再往4096这个地方写入字符串,再从该地址读取出来,在串口和OLED打印出来: SPIFlashEraseSector(4096); SPIFlashProgram(4096, "100ask", 7); SPIFlashRead(4096, str, 7); printf("SPI Flash read from 4096: %s\n\r", str); OLEDPrint(4,0,str); =第005节_在OLED上显示ADC的值 = 这节我们在OLED显示ADC电压值,通过调节可调电阻,让ADC的值在屏幕上不断变化。 在JZ2440的主光盘的hardware里面有一个adc_ts触摸屏的程序,把里面的`adc_ts.c`和`adc_ts.h`提取出来放在本节视频待写的代码里面。 主函数调用的是`Test_Adc.c`进行测试adc,因此在里面加上打印和OLED显示函数。 <syntaxhighlight lang="c" > /* * 测试ADC * 通过A/D转换,测量可变电阻器的电压值 */ void Test_Adc(void) { float vol0, vol1; int t0, t1; char buf[100]; printf("Measuring the voltage of AIN0 and AIN1, press any key to exit\n\r"); while (!awaitkey(0)) // 串口无输入,则不断测试 { vol0 = ((float)ReadAdc(0)*3.3)/1024.0; // 计算电压值 vol1 = ((float)ReadAdc(1)*3.3)/1024.0; // 计算电压值 t0 = (vol0 - (int)vol0) * 1000; // 计算小数部分, 本代码中的printf无法打印浮点数 t1 = (vol1 - (int)vol1) * 1000; // 计算小数部分, 本代码中的printf无法打印浮点数 printf("AIN0 = %d.%-3dV AIN1 = %d.%-3dV\r", (int)vol0, t0, (int)vol1, t1); sprintf(buf,"ADC: %d.%-3d, %d.%-3d", (int)vol0, t0, (int)vol1, t1); OLEDPrint(6, 0, buf); } printf("\n"); } </syntaxhighlight> 这里调用了一个`awaitkey()`函数,需要再复制adc_ts触摸屏的程序里`serial.c`的该函数到本工程里面。 <syntaxhighlight lang="c" > /* * 接收字符,若有数据直接返回,否则等待规定的时间 * 输入参数: * timeout: 等待的最大循环次数,0表示不等待 * 返回值: * 0 : 无数据,超时退出 * 其他值:串口接收到的数据 */ unsigned char awaitkey(unsigned long timeout) { while (!(UTRSTAT0 & RXD0READY)) { if (timeout > 0) timeout--; else return 0; // 超时,返回0 } return URXH0; // 返回接收到的串口数据 } </syntaxhighlight> 修改Makefile,加入`adc_ts.o`,编译,报错,涉及除法操作,需要加入数学库: LDFLASG := -L $(shell dirname `$(CC) $(CFLAGS) -print-libgcc-file-name`) -lgcc 现在重新编译即可通过。 现在将IIC的的结果也在OLED上显示出来,在主函数添加如下代码: <syntaxhighlight lang="c" > i2c_init(); at24cxx_write(0, 0x55); data = at24cxx_read(0); OLEDClearPage(2); OLEDClearPage(3); if (data == 0x55) OLEDPrint(2,0,"I2C OK!"); else OLEDPrint(2,0,"I2C Err!"); </syntaxhighlight> 先初始化iic,在0地址写入0x55,然后再读取出来,判断是否与写入的一样,一样则打印OK,否则打印Err。 为了防止OLED出现之前显示的数据残留,需要再写一个清除Page的函数: <syntaxhighlight lang="c" > void OLEDClearPage(int page) { int i; OLEDSetPos(page, 0); for (i = 0; i < 128; i++) OLEDWriteDat(0); } </syntaxhighlight> =第006节_使用SPI控制器 = 前面我们都是通过GPIO管脚来实现的SPI通信,这节我们使用2440里面的GPIO控制器来实现SPI通信。 前面使用GPIO发送数据时,是手工的控制时钟线、数据线,我们使用SPI控制器的话,只需要 把数据写入寄存器,它就可以帮我自动那些时钟线和数据线,我们继续在上一节的基础上修改,添加一个文件`s3c2440_spi.c`和`s3c2440_spi.h`,同时修改Makefile,替换`gpio_spi.c`为`s3c2440_spi.o`。 从初始化函数开始,需要管脚初始化和SPI控制器初始化: <syntaxhighlight lang="c" > void SPIInit(void) { /* 初始化引脚 */ SPI_GPIO_Init(); SPIControllerInit(); } </syntaxhighlight> 管脚初始化即需要把SPI相关的CLK、MOSI、MISO配置为对应的功能引脚: <syntaxhighlight lang="c" > static void SPI_GPIO_Init(void) { /* GPF1 OLED_CSn output */ GPFCON &= ~(3<<(1*2)); GPFCON |= (1<<(1*2)); GPFDAT |= (1<<1); /* GPG2 FLASH_CSn output * GPG4 OLED_DC output * GPG5 SPIMISO * GPG6 SPIMOSI * GPG7 SPICLK */ GPGCON &= ~((3<<(2*2)) | (3<<(4*2)) | (3<<(5*2)) | (3<<(6*2)) | (3<<(7*2))); GPGCON |= ((1<<(2*2)) | (1<<(4*2)) | (3<<(5*2)) | (3<<(6*2)) | (3<<(7*2))); GPGDAT |= (1<<2); } </syntaxhighlight> 然后是SPI控制器的初始化,控制器的初始化可以参考芯片手册介绍的编程步骤:<br> [[File:chapter20_lesson6_001.jpg]] 首先是设置波特率,要根据外设所能接受的范围来设置,比如查阅OLED的芯片手册得知其时钟最小值为100ns,即最小为10MHz;Flash时钟支持最大104MHz,为了代码简单,就直接取10MHz,根据等式推出寄存器值: Baud rate = PCLK / 2 / (Prescaler value + 1) 10 = 50 / 2 / (Prescaler value + 1) Prescaler value = 1.5 = 2 实际的波特率为:50/2/3=8.3MHz 根据参考流程,接下来设置SPI控制寄存器:<br> [[File:chapter20_lesson6_001.jpg]] [6:5]设置为查询模式: 00 polling mode [4]设置时钟使能: 1 = enable [3]设置为主机模式: 1 = master [2]设置无数据时时钟为低电平: 0 [1]设置工作模式为模式A: 0 = format A [0]设置发送数据时无需读取数据: 0 = normal mode <syntaxhighlight lang="c" > static void SPIControllerInit(void) { /* OLED : 100ns, 10MHz * FLASH : 104MHz * 取10MHz * 10 = 50 / 2 / (Prescaler value + 1) * Prescaler value = 1.5 = 2 * Baud rate = 50/2/3=8.3MHz */ SPPRE0 = 2; SPPRE1 = 2; /* [6:5] : 00, polling mode * [4] : 1 = enable * [3] : 1 = master * [2] : 0 * [1] : 0 = format A * [0] : 0 = normal mode */ SPCON0 = (1<<4) | (1<<3); SPCON1 = (1<<4) | (1<<3); } </syntaxhighlight> 发送数据时,先检查状态寄存器,判断发送/接收数据是否准备好了,准备好后就把数据放在寄存器`SPTDAT1`里,SPI控制器就自己控制时序把数据自动发送出去了。 <syntaxhighlight lang="c" > void SPISendByte(unsigned char val) { while (!(SPSTA1 & 1)); SPTDAT1 = val; } </syntaxhighlight> 接收数据时,先写0xFF到寄存器`SPTDAT1`,再检查状态寄存器,判断发送/接收数据是否准备好了,准备好后就读取寄存器`SPTDAT1`,读取出来的就是接收到的数据。 <syntaxhighlight lang="c" > unsigned char SPIRecvByte(void) { SPTDAT1 = 0xff; while (!(SPSTA1 & 1)); return SPRDAT1; } </syntaxhighlight> =第007节_移植到MINI2440_TQ2440 = 前面在JZ2440上操作了SPI Flash和OLED,这节视频是件前面的代码移植到MINI2440和TQ2440上,如果你使用的是JZ2440,本节视频就不用看了。 MINI2440和TQ2440上的SPI管脚是完全一样的,因此只需移植一个,两者就通用了,先移植GPIO模式版本的,复制前面 04th_spi_i2c_adc_jz2440_ok_020_005 里的代码,复制后的新的命名为 06th_spi_i2c_adc_mini2440_tq2440_gpio_020_007 。 修改 gpio_spi.c ,里面的管脚几乎都变化了,因此需要改 SPI_GPIO_Init() : <syntaxhighlight lang="c" > static void SPI_GPIO_Init(void) { /* GPG1 OLED_CSn output * GPG10 FLASH_CSn output */ GPGCON &= ~((3<<(1*2)) | (3<<(10*2))); GPGCON |= (1<<(1*2)) | (1<<(10*2)); GPGDAT |= (1<<1) | (1<<10); /* * GPF3 OLED_DC output * GPE11 SPIMISO input * GPE12 SPIMOSI output * GPE13 SPICLK output */ GPFCON &= ~(3<<(3*2)); GPFCON |= (1<<(3*2)); GPECON &= ~((3<<(11*2)) | (3<<(12*2)) | (3<<(13*2))); GPECON |= ((1<<(12*2)) | (1<<(13*2))); } </syntaxhighlight> CLK引脚也变了,修改如下: <syntaxhighlight lang="c" > static void SPI_Set_CLK(char val) { if (val) GPEDAT |= (1<<13); else GPEDAT &= ~(1<<13); } </syntaxhighlight> SPI的MOSI和MISO也要变化如下: <syntaxhighlight lang="c" > static void SPI_Set_DO(char val) { if (val) GPEDAT |= (1<<12); else GPEDAT &= ~(1<<12); } static char SPI_Get_DI(void) { if (GPEDAT & (1<<11)) return 1; else return 0; } </syntaxhighlight> 对于SPI Flash需要修改其片选引脚,修改 spi_flash.c 里面的片选函数如下: <syntaxhighlight lang="c" > static void SPIFlash_Set_CS(char val) { if (val) GPGDAT |= (1<<10); else GPGDAT &= ~(1<<10); } </syntaxhighlight> 重新编译烧写,测试正常。 再移植SPI控制器版本的,复制前面 05th_spi_i2c_adc_jz2440_spi_controller_020_006 里的代码,复制后的新的命名为 07th_spi_i2c_adc_mini2440_tq2440_spi_controller_020_007 。 同样的首先修改GPIO初始化,修改为配套引脚: <syntaxhighlight lang="c" > static void SPI_GPIO_Init(void) { /* GPG1 OLED_CSn output * GPG10 FLASH_CSn output */ GPGCON &= ~((3<<(1*2)) | (3<<(10*2))); GPGCON |= (1<<(1*2)) | (1<<(10*2)); GPGDAT |= (1<<1) | (1<<10); /* * GPF3 OLED_DC output * GPE11 SPIMISO * GPE12 SPIMOSI * GPE13 SPICLK */ GPFCON &= ~(3<<(3*2)); GPFCON |= (1<<(3*2)); GPECON &= ~((3<<(11*2)) | (3<<(12*2)) | (3<<(13*2))); GPECON |= ((2<<(11*2)) | (2<<(12*2)) | (2<<(13*2))); } </syntaxhighlight> SPI Flash使用的是SPI0,因此将 SPTDAT1 改为 *SPTDAT1* : <syntaxhighlight lang="c" > void SPISendByte(unsigned char val) { while (!(SPSTA0 & 1)); SPTDAT0 = val; } unsigned char SPIRecvByte(void) { SPTDAT0 = 0xff; while (!(SPSTA0 & 1)); return SPRDAT0; } </syntaxhighlight> 修改SPI Flash的片选引脚: <syntaxhighlight lang="c" > static void SPIFlash_Set_CS(char val) { if (val) GPGDAT |= (1<<10); else GPGDAT &= ~(1<<10); } </syntaxhighlight> 最后是OLED的片选和数据/命令控制引脚: <syntaxhighlight lang="c" > static void OLED_Set_DC(char val) { if (val) GPFDAT |= (1<<3); else GPFDAT &= ~(1<<3); } static void OLED_Set_CS(char val) { if (val) GPGDAT |= (1<<1); else GPGDAT &= ~(1<<1); } </syntaxhighlight> 重新编译、烧写,测试。 ='''《《所有章节目录》》'''= <categorytree mode=all background*color:white;">ARM裸机加强版</categorytree> [[Category:ARM裸机加强版 ]]
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