基于RK3576开发板的SPI使用说明

1. SPI简介

SPI是串行外设接口(Serial Peripheral Interface)的缩写，是 Motorola 公司推出的一种同步串行接口技术，是一种高速、全双工、同步的通信总线在用户空间的应用程序中，完全可以不必理会SPI协议的详细规定。只需要按照驱动层提供给我们的操作SPI外设的操作接口函数就可以像操作linux中其他普通设备文件那样轻松的操作SPI外设了。

EASY EAI Orin-Nano的SPI接口分布如下图所示：

1.1 SPI参数配置解析

设备文件格式：/dev/spidev(bus.select)

bus：代表SPI总线号，即一组SCLK、MOSI、MISO

select：代表SPI设备号，同一条总线上用不同的片选信号区分：CSN0、CSN1等

以Orin-Nano默认SPI资源为例：启用SPI功能后，会出现下面4个设备节点（即有两条总线，四个设备）。

/dev/spidev0.0

/dev/spidev0.1

/dev/spidev3.0

/dev/spidev3.1

SPI通信有4种不同的模式，不同的从设备在出厂时配置模式已经固定，这是不能改变的，但通信双方设备必须工作在同一模式下，所以可以对主设备的SPI模式进行配置，通过CPOL（时钟极性）和CPHA（时钟相位）来控制主设备的通信模式。

时钟极性CPOL是用来配置SCLK电平的有效态的;

时钟相位CPHA是用来配置数据采样是发生在第几个边沿的。

CPOL=0表示当SCLK=0时处于空闲态，所以SCLK处于高电平时有效；

CPOL=1表示当SCLK=1时处于空闲态，所以SCLK处于低电平时有效；

CPHA=0表示数据采样是在第1个边沿，数据发送在第2个边沿；

CPHA=1表示数据采样是在第2个边沿，数据发送在第1个边沿；

【*】SPI主模块和与之通信的外设通信时，两者的时钟相位和极性应该保持一致。

其余的参数如：speed：通信的比特率，delay：设置通信的时间延迟，bits通信所占的位数。

1.2 硬件连接

本示例采用RFID读卡模块：RC522进行辅助演示。

RC522模块与EASY EAI Orin-Nano的接线原理图如下所示：

2. 快速上手

2.1 例程源码下载

到【百度网盘】上下载相关的单例程序：

链接：https://pan.baidu.com/s/1RXHMGpmGSEfFy0rb1VkXSg?pwd=1234

提取码: 1234

比如在windows环境中，就把单例程序下载到：此电脑D:BaiduNetdisk (无规定，用户可自主选择)，如下图所示。

然后把例程【复制粘贴】到nfs挂载目录中。（不清楚目录如何构建的，可以参考《入门指南/开发环境准备/nfs服务搭建与挂载》）

2.2 例程编译&运行

通过adb shell进入开发板环境(不清楚如何通过adb进行调试，可以参考《入门指南/开发板调试方式介绍/adb调试》)，执行下方命令定位到demo目录，并且执行编译操作。

cd /home/orin-nano/Desktop/nfs/07_SPI/
./build.sh

此处会根据源码输出3个示例程序：test-rfid、test-fram、test-spidev。本文档用到的辅助示例是test-rfid。其它示例用在别的应用场景里，此处的代码仅供参考。

运行例程命令如下所示：

sudo ./Release/test-rfid

执行效果如下所示。

API的详细说明，以及API的调用（本例程源码），详细信息见下方说明。

3. RFID读取ID例程

RFID例程源码位于：

07_SPI/rfid.c。

07_SPI/dev/rc522.c。

07_SPI/include/rc522.h。

利用了RC522芯片进行实现及讲解，操作流程如下。

参考例程如下所示。

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 };
/* 
    *扇区密码:A，扇区数:16，每个扇区
    *密码字节数: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%02xn", 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 implementedn");
                }
                status = rfid_halt();
                if(status != MI_OK)  {
                    //printf ("rfid halt failure! [ERROR %d]n", status);
                }
            } else {
                // printf("Nonen");
            }
        } else {
            // printf("Nonen");
        }
    }
    spi_exit(dev_spi_bus , dev_spi_select);
    return 0;
} /* ----- End of main() ----- */

此外，spi接口的铁电存储器通信源码位于：

07_SPI/fram.c。

07_SPI/mb85rs64.c。

07_SPI/mb85rs64.h。

spi接口的读写通信源码位于：

07_SPI/spidev_test.c。

4. 注意事项

RC522主要为辅助SPI的API使用说明，对于此模块的资料及使用说明请跳转：

www.xxx.com（官网的模块网址）

审核编辑 黄宇