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SPI

一、SPI 概述

SPI(Serial Peripheral Interface)是一种同步串行通信协议,广泛应用于微控制器和外围设备之间的数据传输。它由摩托罗拉公司开发,具有全双工通信能力,即可以同时进行数据的发送和接收。

SPI 通信通常涉及四条信号线:

1. MOSI(Master Out Slave In):主设备发送数据,外设接收数据。 2. MISO(Master In Slave Out):外设发送数据,主设备接收数据。 3. SCLK(Serial Clock):由主设备生成的时钟信号,用于同步数据传输。 4. SS(Slave Select):选择特定的从设备进行通信。

SPI 的优点包括简单的硬件连接、高速数据传输和全双工通信。其缺点是通常需要更多的引脚,尤其是在多个从设备的情况下,每个从设备需要一个独立的 SS 引脚。此外,SPI 没有标准化的协议层,因此设备间的兼容性需要仔细管理。

二、演示功能概述

本文使用 Air780E 核心板的 SPI 总线读写 FLASH,SPI时钟频率使用100KHz。

三、准备硬件环境

3.1 Air780E 开发板

购买链接(数量:1,注意:需要配套采购 4G 物联网卡!)

3.2 TYPE-C数据线

购买链接(数量1,注意:必须是具备USB通信功能的数据线!)

3.3 16 针 2.54MM 间距排针

购买链接(数量:2)

3.4 杜邦线

购买链接(数量:6)

3.5 USB 延长线

购买链接(数量:1)

3.6 FLASH 模块

购买链接(数量:1,注意,一定要选 W25Q64 型号)

四、准备软件环境

注:以下软件下载链接,请复制后,粘贴到浏览器 URL 地址栏进行下载;

4.1 Luatools

Luatools 日志打印与程序烧录软件下载

4.2 core 固件和源码脚本

注:core 固件,是基础环境,该固件由合宙官方提供,用户不可修改;源码脚本,为应用程序,可由客户自行修改;

右键点我,另存为,下载完整压缩文件包

五、软硬件资料

1、Air780E开发板原理图,打开 Air780E 产品手册 ,访问页面中的 《EVB_Air780X_V1.6.zip

2、API 使用介绍说明

3、Air780E 开发板使用说明,打开 Air780E 产品手册 ,访问页面中的 《开发板Core_Air780E使用说明V1.0.5.pdf》

5.1 开发板按钮与指示灯图示与说明

BOOT 按钮:启动引导,主要用于进入程序下载模式;

复位按钮:系统复位;

开机按钮:冷起动,用于给 4G 模块开机;

电源指示:供电后常亮,红色;

网络指示灯:入网后常亮,翠绿色;

5.2 硬件安装与连接

5.2.1 SIM 卡安装

5.2.2 实物连接图

5.2.2.1 线序定义与颜色对应

5.2.2.2 FLASH 端

5.2.2.3 开发板端

六、代码示例介绍

6.1 程序流程图

6.2 完整程序清单

注:完整复制后保存为 main.lua,可直接使用

-- LuaTools需要PROJECT和VERSION这两个信息
PROJECT = "w25q_spi_demo"
VERSION = "1.0.1"

sys = require("sys")
sysplus = require("sysplus")

-- Air780E的AT固件默认会为开机键防抖, 导致部分用户刷机很麻烦
if rtos.bsp() == "EC618" and pm and pm.PWK_MODE then
    pm.power(pm.PWK_MODE, false)
end

--spi编号,请按实际情况修改!
local spiId = 0
--cs脚,请按需修改!
local cs = 8 -- CS使用GPIO8
local cspin = gpio.setup(cs, 1)  --配置CS为输出

local netLed = require("netLed")
--GPIO27配置为输出,默认输出低电平,
local LEDA= gpio.setup(27, 0, gpio.PULLUP)

--收发数据
local function sendRecv(data,len)
    local r = ""
    cspin(0)
    if data then spi.send(spiId,data) end
    if len then r = spi.recv(spiId,len) end
    cspin(1)
    return r
end


sys.taskInit(function()

    local result = spi.setup(
        spiId,--串口id
        nil,
        0,--CPHA
        0,--CPOL
        8,--数据宽度
        100000--,--频率
        -- spi.MSB,--高低位顺序    可选,默认高位在前
        -- spi.master,--主模式     可选,默认主
        -- spi.full--全双工       可选,默认全双工
    )
    print("open",result)
    if result ~= 0 then--返回值为0,表示打开成功
        print("spi open error",result)
        return
    end

    --检查芯片型号
    local chip = sendRecv(string.char(0x9f),3)
    if chip == string.char(0xef,0x40,0x17) then
        log.info("spi", "chip id read ok 0xef,0x40,0x17")
    else
        log.info("spi", "chip id read error")
        for i=1,#chip do
            print(chip:byte(i))
        end
        return
    end

    local data = "test data 123456"

    --enable write
    sendRecv(string.char(0x06))

    --写页数据到地址0x000001
    sendRecv(string.char(0x02,0x00,0x00,0x01)..data)
    log.info("spi","write",data)

    sys.wait(500)--等写入操作完成

    --读数据
    local r = sendRecv(string.char(0x03,0x00,0x00,0x01),data:len())
    log.info("spi","read",r)

    --disable write
    sendRecv(string.char(0x04))

    spi.close(spiId)
end)

-- 这里演示4G模块上网后,会自动点亮网络灯,方便用户判断模块是否正常开机
sys.taskInit(function()
    while true do
        sys.wait(6000)
                if mobile.status() == 1 then
                        gpio.set(27, 1)  
                else
                        gpio.set(27, 0) 
                        mobile.reset()
        end
    end
end)

-- 结尾总是这一句哦
sys.run()

七、功能验证

7.1 开机

按图 1 进行连接无误后,开发板电源指示红灯常亮,网络指示灯灭,此时按下开机键,约 2 秒后释放,等待几秒网络指示绿灯常亮,即开机成功,如下图:

7.2 打开 Luatool 软件工具并进入项目管理测试页面

7.3 按序号步骤创建项目

7.4 按如下步骤进行程序烧录

7.5 观察下载过程后确认烧录结果

7.6 关闭下载页面回到查看日志页面

八、总结

至此,我们已使用 Air780E 开发板的 SPI 接口完成了对 W25Q64 读写操作。

给读者的话

本篇文章由肇朔开发;

本篇文章描述的内容,如果有错误、细节缺失、细节不清晰或者其他任何问题,总之就是无法解决您遇到的问题;

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