20191027（32）RT-Thread SPI 设备挂载——ADS1256 后续提供具体实现源码（stm32f407)

目的

1 实现 ADS 1256 采集芯片在 RT-Thread 上的应用 2 了解 SPI 挂载的方式

特别说明

在中断 ISR 中调用 SPI 发送数据相关函数，导致 assertion 报错。Function[rt_mutex_take] shall not be used in ISR，assertion failed at function:rt_mutex_take, line number:656 RT-Thread SPI 和 I2C 数据收发相关函数会调用 rt_mutex_take()，此函数不能再中断函数中使用

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正文

了解 SPI

SPI:

1 串行外设接口总线(SPI)最早由Motorola首先提出的全双工三线同步串行外围接口（SCK, MISO 主入从出， MOSI 主出从入） 2 采用 主从模式 支持一对多 3 通过 CS 片选脚来确定工作对象(大多是 CS 片选脚都是拉低有效，在RTOS 中如果是拉高有效需要另外设置)

设置 SPI 参数（需要查看器件数据手册确定）

1 时钟速率 2 数据数据格式 (MSB 高位在前) / (LSB 低位在前) 3 时钟极性 CPOL 和 时钟相位 CPHA（CubeMX 中的 1边沿 / 2边沿就是对应数字 0 / 1

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参考 SPI 参考原网址 CPOL=0，CPHA=0：此时空闲态时，SCLK处于低电平，数据采样是在第1个边沿，也就是SCLK由低电平到高电平的跳变，所以数据采样是在上升沿，数据发送是在下降沿。 CPOL=0，CPHA=1：此时空闲态时，SCLK处于低电平，数据发送是在第1个边沿，也就是SCLK由低电平到高电平的跳变，所以数据采样是在下降沿，数据发送是在上升沿。 CPOL=1，CPHA=0：此时空闲态时，SCLK处于高电平，数据采集是在第1个边沿，也就是SCLK由高电平到低电平的跳变，所以数据采集是在下降沿，数据发送是在上升沿。 CPOL=1，CPHA=1：此时空闲态时，SCLK处于高电平，数据发送是在第1个边沿，也就是SCLK由高电平到低电平的跳变，所以数据采集是在上升沿，数据发送是在下降沿

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了解 RTOS 下的 SPI 接口（关键 3 个）

1 挂载 SPI (默认在 SPI 总线会自动注册, 只需在 env 中集合 STM32CubeMX 配置即可 2 自定义消息 3 使用官方封住好的接口 4 总线使用和片选设定 5 配置

挂载 SPI

非 STM32 使用 rt_spi_bus_attach_device() 需求启动总线但是没有具体实验不再深入说明 STM32 使用 rt_hw_spi_device_attach（）

__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE(); //对应 GPIOB rt_hw_spi_device_attach("spi1", "spi10", GPIOB, GPIO_PIN_14); // GPIOB 和 GPIO_PIN_14 是用来说明 CS 所在 IO 引脚 B14 脚 //特别说明 GPIO_PIN_14 与 PIN 中引脚使用方式略微不同的 //GPIO_PIN_0 ~ GPIO_PIN_15 //假设现在 CS =》 PA4 ----> GPIOA, GPIO_PIN_4 即可 //"spi1" 总线名词 //"spi10" 是指 spi1 下的第一个设备，具体请查看官方文档 //"spi11" 是指 spi1 下的第二个设备

自定义消息

关键点： 1 第一个消息块必须使能（cs_take = 1) CS脚 和 最后一个消息块必须释放（cs_release = 1) CS 脚 2 8bit视为 1 个字节， 16bit 视为 2 个字节 3 假设有 5 个 8bit 数据接收， length = 5 4 不在一个消息块上同时收发，发和收需要分成 2 个或者使用 官方包装好的（官方自动会在使用前后使能和释放）

struct rt_spi_message msg1, msg2, msg3; msg1.send_buf = &w25x_read_id; msg1.recv_buf = RT_NULL; msg1.length = 1; msg1.cs_take = 1; msg1.cs_release = 0; msg1.next = &msg2; msg2.send_buf = &w25x_xxx; msg2.recv_buf = RT_NULL; msg2.length = 1; msg2.cs_take = 0; msg2.cs_release = 0; msg2.next = RT_NULL; msg3.send_buf = RT_NULL; msg3.recv_buf = id; msg3.length = 5; msg3.cs_take = 0; msg3.cs_release = 1; msg3.next = RT_NULL; rt_spi_transfer_message(spi_dev_w25q, &msg1);

官方封装库

只说明一个 rt_spi_send_then_recv 其特点就是 也是利用 上面的消息块分装的，但是使用前后会 自动使能和释放片选

其他

1 避免被不同线程打断 SPI 传输需要，先对 SPI 获取使用权 rt_spi_take_bus() / 使用完成之后释放 rt_spi_release_bus() 2 不同从设备使用同一 SPI 需要指定对应片选引脚有效 rt_spi_take() / 使用完成之后释放 rt_spi_release() 3 新增信息内容 rt_spi_transfer_message()

配置 SPI

特别说明：

1 具体 SPI 频率是根据自动选取 系统时钟 / 分频 满足要求的一个 （stm32f407 假设 1.92 最大 84M / 64 = 1.3125 M/s 这将是设定的实际频率）

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ADS1256 部分例程

#define SPI_ADS1256_DEVICE_NAME "spi10" #define SPI_CS0 GPIO_PIN_4 //PA4 CS0 #define SPI_CS0_GPIO GPIOA #define SPI_SYNC0 GET_PIN(A, 8) //PA8 SYNC0 #define SPI_DRDY0 GET_PIN(C, 4) //PC4 DRDY0 #define SPI_RST0 GET_PIN(C, 5) //PC5 RST0 static struct rt_spi_device *spi_dev_ads1256; static void rt_hw_ads1256_gpio(void) { rt_pin_mode(SPI_SYNC0, PIN_MODE_OUTPUT); rt_pin_mode(SPI_RST0, PIN_MODE_OUTPUT); rt_pin_mode(SPI_CS0, PIN_MODE_OUTPUT); rt_pin_mode(SPI_DRDY0, PIN_MODE_INPUT); rt_pin_write(SPI_SYNC0, PIN_HIGH); rt_pin_write(SPI_RST0, PIN_HIGH); rt_pin_write(SPI_CS0, PIN_HIGH); } static int rt_hw_ads1256_init(void) { rt_err_t res; //挂载设备 __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); res = rt_hw_spi_device_attach(SPI_BUS_NAME, SPI_ADS1256_DEVICE_NAME, SPI_CS0_GPIO, SPI_CS0); //挂载到 SPI 总线 if (RT_EOK != res) { return -RT_ERROR; } //查找设备 spi_dev_ads1256 = (struct rt_spi_device *)rt_device_find(SPI_ADS1256_DEVICE_NAME); //配置设备 { struct rt_spi_configuration cfg; cfg.data_width = 8; cfg.mode = RT_SPI_MASTER | RT_SPI_MSB | RT_SPI_MODE_1; cfg.max_hz = 1920 * 1000; //1.92 M rt_spi_configure(spi_dev_ads1256, &cfg); } //ADS IO 配置 rt_hw_ads1256_gpio();// 非必须 return RT_EOK; } INIT_DEVICE_EXPORT(rt_hw_ads1256_init); //系统自动注册 /* @brief: 读取 ADS 1256 的设备 ID @process: 当打印值为 0x30 时则说明硬件连接正常（具体可查看手册） */ static void rt_hw_ads1256_readChipID(void) { rt_uint8_t cmd[] = { 0x10, 0x00}; // 0x10 是读寄存器 0x00 读一个寄存器 rt_uint8_t id = 0; //发送数据后接收数据 rt_spi_send_then_recv(spi_dev_ads1256, cmd, 2, &id, 1); //发送 2 指令 接收 1 指令 rt_kprintf(" read ADS1256 ID: %x \n", id); // 接收到 0x30 表示硬件通讯正常 } MSH_CMD_EXPORT(rt_hw_ads1256_readChipID, spi ads1256 sample);