1. SPI簡(jiǎn)介

SPI是串行外設(shè)接口(Serial Peripheral Interface)的縮寫(xiě)，是 Motorola 公司推出的一種同步串行接口技術(shù)，是一種高速、全雙工、同步的通信總線(xiàn)在用戶(hù)空間的應(yīng)用程序中，完全可以不必理會(huì)SPI協(xié)議的詳細(xì)規(guī)定。只需要按照驅(qū)動(dòng)層提供給我們的操作SPI外設(shè)的操作接口函數(shù)就可以像操作linux中其他普通設(shè)備文件那樣輕松的操作SPI外設(shè)了。

EASY EAI Nano-TB的SPI接口分布如下圖所示：

1.1 SPI參數(shù)配置解析

設(shè)備文件格式：/dev/spidev(bus.select)

bus：代表SPI總線(xiàn)號(hào)，即一組SCLK、MOSI、MISO

select：代表SPI設(shè)備號(hào)，同一條總線(xiàn)上用不同的片選信號(hào)區(qū)分：CSN0、CSN1等

以O(shè)rin-Nano默認(rèn)SPI資源為例：?jiǎn)⒂肧PI功能后，會(huì)出現(xiàn)下面4個(gè)設(shè)備節(jié)點(diǎn)（即有兩條總線(xiàn)，四個(gè)設(shè)備）。

/dev/spidev0.0

/dev/spidev0.1

/dev/spidev3.0

/dev/spidev3.1

SPI通信有4種不同的模式，不同的從設(shè)備在出廠時(shí)配置模式已經(jīng)固定，這是不能改變的，但通信雙方設(shè)備必須工作在同一模式下，所以可以對(duì)主設(shè)備的SPI模式進(jìn)行配置，通過(guò)CPOL（時(shí)鐘極性）和CPHA（時(shí)鐘相位）來(lái)控制主設(shè)備的通信模式。

時(shí)鐘極性CPOL是用來(lái)配置SCLK電平的有效態(tài)的;

時(shí)鐘相位CPHA是用來(lái)配置數(shù)據(jù)采樣是發(fā)生在第幾個(gè)邊沿的。

CPOL=0表示當(dāng)SCLK=0時(shí)處于空閑態(tài)，所以SCLK處于高電平時(shí)有效；

CPOL=1表示當(dāng)SCLK=1時(shí)處于空閑態(tài)，所以SCLK處于低電平時(shí)有效；

CPHA=0表示數(shù)據(jù)采樣是在第1個(gè)邊沿，數(shù)據(jù)發(fā)送在第2個(gè)邊沿；

CPHA=1表示數(shù)據(jù)采樣是在第2個(gè)邊沿，數(shù)據(jù)發(fā)送在第1個(gè)邊沿；

【*】SPI主模塊和與之通信的外設(shè)通信時(shí)，兩者的時(shí)鐘相位和極性應(yīng)該保持一致。

其余的參數(shù)如：speed：通信的比特率，delay：設(shè)置通信的時(shí)間延遲，bits通信所占的位數(shù)。

1.2 硬件連接

本示例采用RFID讀卡模塊：RC522進(jìn)行輔助演示。

RC522模塊與EASY EAI Nano-TB的接線(xiàn)原理圖如下所示：

2. 快速上手

2.1 開(kāi)發(fā)環(huán)境準(zhǔn)備

如果您初次閱讀此文檔，請(qǐng)閱讀《入門(mén)指南/開(kāi)發(fā)環(huán)境準(zhǔn)備/Easy-Eai編譯環(huán)境準(zhǔn)備與更新》，并按照其相關(guān)的操作，進(jìn)行編譯環(huán)境的部署。

在PC端Ubuntu系統(tǒng)中執(zhí)行run腳本，進(jìn)入EASY-EAI編譯環(huán)境，具體如下所示。

cd ~/develop_environment ./run.sh

2.2 源碼下載以及例程編譯

首先，在虛擬機(jī)后臺(tái)終端，執(zhí)行以下命令，創(chuàng)建外設(shè)單例源碼管理目錄：

cd /opt mkdir -p EASY-EAI-Nano-TB/demo

首先，到【百度網(wǎng)盤(pán)】上下載相關(guān)的單例程序：

鏈接：https://pan.baidu.com/s/1Br608Hiff2Xs65PzWO_qWQ?pwd=1234

提取碼：1234

比如把單例程序下載到：此電腦\D:\BaiduNetdisk (無(wú)規(guī)定，用戶(hù)可自主選擇)，如下圖所示。

再將下載好的單例復(fù)制進(jìn)入虛擬機(jī)的文件系統(tǒng)，過(guò)程如下圖所示。

最后，進(jìn)入到對(duì)應(yīng)的例程目錄執(zhí)行編譯操作，具體命令如下所示：

cd EASY-EAI-Nano-TB/demo/07_SPI ./build.sh

注：

* 由于依賴(lài)庫(kù)部署在板卡上，因此交叉編譯過(guò)程中必須保持/mnt掛載。

編譯成功后，會(huì)根據(jù)源碼輸出3個(gè)示例程序：test-rfid、test-fram、test-spidev，并會(huì)自動(dòng)部署到開(kāi)發(fā)板的/userdata/目錄中。

本文檔用到的輔助示例是test-rfid。其它示例用在別的應(yīng)用場(chǎng)景里，此處的代碼僅供參考。

2.3 例程運(yùn)行

通過(guò)串口調(diào)試或ssh調(diào)試，進(jìn)入板卡后臺(tái)，定位到例程部署的位置，如下所示：

cd /userdata

執(zhí)行下方例程命令如下所示：

sudo ./test-rfid

執(zhí)行效果如下所示。

API的詳細(xì)說(shuō)明，以及API的調(diào)用（本例程源碼），詳細(xì)信息見(jiàn)下方說(shuō)明。

3. RFID讀取ID例程

RFID例程源碼位于：

07_SPI/rfid.c

07_SPI/dev/rc522.c

07_SPI/include/rc522.h

利用了RC522芯片進(jìn)行實(shí)現(xiàn)及講解，操作流程如下。

參考例程如下所示。

static unsigned char flag = 0; static unsigned char bits = 8; static unsigned int speed = 100000; static uint16_t delay = 0; unsigned char card_rev_buf[16] = { 0 }; /* *扇區(qū)密碼:A，扇區(qū)數(shù):16，每個(gè)扇區(qū) *密碼字節(jié)數(shù):16Byte */ unsigned char sector_key_a[16][16]; unsigned char data_buf[16] = {0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x06, 0x07, 0x08, 0x09, 0x0A, 0x0B, 0x0C, 0x0D, 0x0E, 0x0F, 0x10}; int main (int argc, char **argv) { memset(data_buf, 0x00, sizeof data_buf); int status = MI_ERR; int numAtempt = 1; int fd = spi_init(dev_spi_bus, dev_spi_select, mode, bits, speed, delay); rfid_init(dev_spi_bus ,dev_spi_select , fd); flag = MI_GET_ID; while(1) { while(rfid_request(PICC_REQIDL, &card_rev_buf[0]) != MI_OK && numAtempt-- >= 0) { usleep(500); } if(rfid_anticoll(&card_rev_buf[2]) == MI_OK) { status = rfid_select(&card_rev_buf[2]); if(status != MI_ERR) { if(flag == MI_GET_ID) { printf("Card ID:%02x%02x%02x%02x\n", card_rev_buf[2], card_rev_buf[3],card_rev_buf[4], card_rev_buf[5]); } else if (flag == MI_READ) { memset(sector_key_a, 0xff, 256); memset(data_buf, 0x00, sizeof data_buf); status = rfid_auth_state(PICC_AUTHENT1A, addr, sector_key_a[addr/4], &card_rev_buf[2]); if(status == MI_OK) { status = rfid_read(addr, data_buf); if(status == MI_OK) { print_buff(data_buf, 16); } } else { printf("Error reading"); close(fd); exit(1); } } else if (flag == MI_WRITE) { memset(sector_key_a, 0xff, 256); if(addr == 0 || addr % 4 == 3) { close(fd); exit(1); } status = rfid_auth_state(PICC_AUTHENT1A, addr, sector_key_a[addr/4], &card_rev_buf[2]); if(status == MI_OK) { status = rfid_write(addr, data_buf); if(status != MI_OK) { printf("rfid write failure!\n"); close(fd); exit(1); } } else { printf("Error writing"); close(fd); exit(1); } } else { printf("Not implemented\n"); } status = rfid_halt(); if(status != MI_OK) { //printf ("rfid halt failure! [ERROR %d]\n", status); } } else { // printf("None\n"); } } else { // printf("None\n"); } } spi_exit(dev_spi_bus , dev_spi_select); return 0; } /* ----- End of main() ----- */

此外，spi接口的鐵電存儲(chǔ)器通信源碼位于：

07_SPI/fram.c

07_SPI/mb85rs64.c

07_SPI/mb85rs64.h

spi接口的讀寫(xiě)通信源碼位于：

07_SPI/spidev_test.c

4. 注意事項(xiàng)

RC522主要為輔助SPI的API使用說(shuō)明，對(duì)于此模塊的資料及使用說(shuō)明請(qǐng)?zhí)D(zhuǎn)：

http://www.xxx.com（官網(wǎng)的模塊網(wǎng)址）