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：

MOSI（Master Out Slave In）：主设备发送数据，外设接收数据。
MISO（Master In Slave Out）：外设发送数据，主设备接收数据。
SCLK（Serial Clock）：由主设备生成的时钟信号，用于同步数据传输。
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 Air8101 核心板的 SPI 总线读写 FLASH。

三、准备硬件环境

“古人云：‘工欲善其事，必先利其器。’在深入介绍本功能示例之前，我们首先需要确保以下硬件环境的准备工作已经完成。” 参考：硬件环境清单 - luatos@air8101 - 合宙文档中心，准备以及组装好硬件环境。

3.1 FLASH 模块

购买链接（数量：1，注意，一定要选 W25Q64 型号，如使用其他型号，需要在代码中修改相应的芯片 ID）

四、准备软件环境

“凡事预则立，不预则废。”在详细阐述本功能示例之前，我们需先精心筹备好以下软件环境。

1. Luatools 工具；

2. 内核固件文件（底层 core 固件文件）：LuatOS-SoC_V10001_Air8101.soc；参考项目使用的内核固件；

3. LuatOS 需要的脚本和资源文件脚本和资源文件：https://gitee.com/openLuat/LuatOS-Air8101/tree/master/demo/SPI

lib 脚本文件：使用 Luatools 烧录时，勾选添加默认 lib 选项，使用默认 lib 脚本文件；

准备好软件环境之后，接下来查看如何烧录项目文件到 Air8101 核心板，将本篇文章中演示使用的项目文件烧录到 Air8101 核心板中。

五、软硬件资料

5.1 实物连接图

5.1.1 线序定义与颜色对应

5.1.2 FLASH 端

5.1.3 开发板端（需替换为Air8101开发板）

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")

--spi编号，请按实际情况修改！
local spiId = 1  --这里使用SPI 1

--GPIO2<----> SCK
--GPIO3<----> CS
--GPIO4<----> MOSI
--GPIO5<----> MISO

local cs = 3 -- CS使用GPIO3
local cspin = gpio.setup(cs, 1)  --配置CS为输出

--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
        1000000--,--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)

-- 结尾总是这一句哦
sys.run()

七、功能验证

八、总结

至此，我们已使用 Air8101 开发板的 SPI 接口完成了对 W25Q64 读写操作。