4. SPI通信

本章配套视频介绍:

../../../_images/video.png

《32-在鲁班猫上使用SPI接口》

https://www.bilibili.com/video/BV1X14y1U7bW/

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#如之前有获取则可跳过
#获取仓库
git clone https://gitee.com/LubanCat/lubancat_rk_code_storage.git

#代码所在的位置
lubancat_rk_code_storage/spi

本章主要围绕带有40Pin引脚的LubanCat-RK3562/RK3566/RK3568系列的板子,如下

  • LubanCat-Zero-W

  • LubanCat- Zero-N

  • LubanCat-1

  • LubanCat-1N

  • LubanCat-2

  • LubanCat-2N

40pin引脚中只有一组spi接口SCK,MOSI,MISO,有两个默认片选信号CS0,CS1

4.1. SPI引脚关系

其中SPI3的引脚关系如下表所示

SPI

引脚

功能

MOSI

19

主设备输出/从设备输入

MISO

21

主设备输入/从设备输出

CLOCK

23

时钟信号线

CS0

24

片选信号线0

CS1

26

片选信号线1

spidev3.0控制CS0,spidev3.1控制CS1

如下图：

未找到图片

对应实物的40pin接口

4.2. 使能SPI通信接口

SPI接口在默认情况是关闭状态的，需要使能才能使用, SPI接口的设备树插件有两个：

  1. xxx-spi3-m1-overlay.dtbo

  2. xxx-spi3-m1-gpio-cs-overlay.dtbo

  • xxx-spi3-m1-overlay.dtbo是使用了SPI_MOSI,SPI_MISO,SPI_CLOCK,SPI_CS0这四个引脚的

  • xxx-spi3-m1-gpio-cs-overlay.dtbo是使用了SPI_MOSI,SPI_MISO,SPI_CLOCK,SPI_CS0,SPI_CS1这五个引脚

两个不能同时开启，下面以开启xxx-spi3-m1-overlay.dtbo为例子

4.2.1. 方法一

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#进入工具配置
sudo fire-config

#移动光标到下图的位置
#按确认键进入配置
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打开SPI通信接口和SPI片选接口

  1. 使用方向键移动光标到 SPI

  2. 按 “空格键” 选中SPI-CS(出现 “*” )，如下图

  3. 按 “确认键” 进行设置

  4. 按 “Esc键” 退出到终端，运行 sudo reboot 进行重启应用

未找到图片

4.2.2. 方法二

各型号对照表

板卡

设备树插件配置文件

LubanCat-Zero-W

uEnvLubanCatZW.txt

LubanCat-Zero-N

uEnvLubanCatZN.txt

LubanCat-1

uEnvLubanCat1.txt

LubanCat-1N

uEnvLubanCat1N.txt

LubanCat-2

uEnvLubanCat2.txt

新版LubanCat-2

uEnvLubanCat2-V1.txt

LubanCat-2N

uEnvLubanCat2N.txt

可以通过打开 /boot/uEnv/board.txt （board是你所用的板子的名称,参照上面的表格） 查看是否启用了spi相关设备设备树插件。

编辑文件，将带有 xxx-spi3-m1-overlay.dtbo 的两行的注释符号去掉 如下图:

未找到图片

然后重启激活设备

注解

如果是直接拔电源的方式重启，会有可能出现文件没能做出修改 （原因：文件未能及时从内存同步到存储设备中，解决方法，在终端上输入 “sync” 再拔电关机）

4.3. 检查SPI设备

使能spi设备树插件之后重新启动板卡，通过SPI设备文件来判断spi驱动是否加载成功。 SPI_3对应的设备文件是spidev3.0,如果使用了xxx-spi3-m1-gpio-cs-overlay.dtbo就会出现 spidev3.0和spidev3.1

如下所示

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root@lubancat:~# ls /dev/spi*
/dev/spidev3.0  /dev/spidev3.1
root@lubancat:~#

spidev3.0和spidev3.1的区别在于片选信号的不同，spidev3.0使用CS0 , spidev3.1使用CS1

4.4. 回环测试程序

根据ioctl相关参数即可编写spi相关测试程序，此处为了简单仅做回环测试实验， 只需要将SPI3的 MIOS与MOSI引脚(板卡上的19和21)使用跳线帽短接即可。

如下图所示

未找到图片spi_show
代码位置
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quick_start/spi/spi_selftest.c

代码较长复制粘贴容易乱序，可以下载我们提供的源码 spi_selftest.c

quick_start/spi/spi_selftest.c
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#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>
#include <linux/spi/spidev.h>

#define SPI_DEV_PATH "/dev/spidev3.0"

/*SPI 接收 、发送 缓冲区*/
unsigned char tx_buffer[100] = "hello the world !";
unsigned char rx_buffer[100];


int fd;                  					// SPI 控制引脚的设备文件描述符
static unsigned  mode = SPI_MODE_2;         //用于保存 SPI 工作模式
static uint8_t bits = 8;        			// 接收、发送数据位数
static uint32_t speed = 10000000; 			// 发送速度
static uint16_t delay;          			//保存延时时间

void transfer(int fd, uint8_t const *tx, uint8_t const *rx, size_t len)
{
  	int ret;

  	struct spi_ioc_transfer tr = {
      	.tx_buf = (unsigned long)tx,
      	.rx_buf = (unsigned long)rx,
      	.len = len,
      	.delay_usecs = delay,
      	.speed_hz = speed,
      	.bits_per_word = bits,
      	.tx_nbits = 1,
      	.rx_nbits = 1
  	};

  	ret = ioctl(fd, SPI_IOC_MESSAGE(1), &tr);
  	if (ret < 1)
  	  	printf("can't send spi message\n");
}

void spi_init(int fd)
{
  	int ret = 0;

	// spi mode 设置SPI 工作模式
  	ret = ioctl(fd, SPI_IOC_WR_MODE32, &mode);
  	if (ret == -1)
  	  	printf("can't set spi mode\n");

	//  bits per word  设置一个字节的位数
  	ret = ioctl(fd, SPI_IOC_WR_BITS_PER_WORD, &bits);
  	if (ret == -1)
    	printf("can't set bits per word\n");

	//  max speed hz  设置SPI 最高工作频率
  	ret = ioctl(fd, SPI_IOC_WR_MAX_SPEED_HZ, &speed);
  	if (ret == -1)
    	printf("can't set max speed hz\n");

	// 打印
   	printf("spi mode: 0x%x\n", mode);
    printf("bits per word: %d\n", bits);
    printf("max speed: %d Hz (%d KHz)\n", speed, speed / 1000);
}

int main(int argc, char *argv[])
{
	int fd;
	
	if(argc < 2){
    printf("Wrong use !!!!\n");
        printf("Usage: %s [dev]\n",argv[0]);
        return -1;
    }
	/*打开 SPI 设备*/
    fd = open(argv[1], O_RDWR); // open file and enable read and  write
    if (fd < 0){
        printf("Can't open %s \n",argv[1]); // open i2c dev file fail
        exit(1);
    }

	/*初始化SPI */
	spi_init(fd);

	/*执行发送*/
	transfer(fd, tx_buffer, rx_buffer, sizeof(tx_buffer));

	/*打印 tx_buffer 和 rx_buffer*/
	printf("tx_buffer: \n %s\n ", tx_buffer);
	printf("rx_buffer: \n %s\n ", rx_buffer);

	close(fd);

	return 0;
}

4.4.1. 编译运行

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#编译
gcc spi_selftest.c -o spi_selftest
#运行
sudo ./spi_selftest /dev/spidev3.x

效果如下图所示

未找到图片spi_show

如果mosi和mosi不接测试，会出现乱码或者空白内容

4.5. 更多

更多关于rk-spi驱动以及把spi从master模式切换为salve模式等可以查看： rk开源手册/Common/SPI

4.6. 参考资料

本文档主要提供有一定经验的使用者快速入门使用，详细资料可阅读以下文档：

《imx6ull : SPI通信》

《LubanCat RK系列 : SPI通信》

rk开源资料(github): 《开源手册》