1. SPI簡介

SPI是串行外設(shè)接口(Serial Peripheral Interface)的縮寫，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、同步的通信總線在用戶空間的應(yīng)用程序中，完全可以不必理會SPI協(xié)議的詳細(xì)規(guī)定。只需要按照驅(qū)動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 Orin-Nano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總線號，即一組SCLK、MOSI、MISO

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

以O(shè)rin-Nano默認(rèn)SPI資源為例：啟用SPI功能后，會出現(xiàn)下面4個(gè)設(shè)備節(jié)點(diǎn)（即有兩條總線，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，所以可以對主設(shè)備的SPI模式進(jìn)行配置，通過CPOL（時(shí)鐘極性）和CPHA（時(shí)鐘相位）來控制主設(shè)備的通信模式。

時(shí)鐘極性CPOL是用來配置SCLK電平的有效態(tài)的;

時(shí)鐘相位CPHA是用來配置數(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 Orin-Nano的接線原理圖如下所示：

2. 快速上手

2.1 例程源碼下載

到【百度網(wǎng)盤】上下載相關(guān)的單例程序：

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

提取碼: 1234

比如在windows環(huán)境中，就把單例程序下載到：此電腦D:BaiduNetdisk (無規(guī)定，用戶可自主選擇)，如下圖所示。

然后把例程【復(fù)制粘貼】到nfs掛載目錄中。（不清楚目錄如何構(gòu)建的，可以參考《入門指南/開發(fā)環(huán)境準(zhǔn)備/nfs服務(wù)搭建與掛載》）

2.2 例程編譯&運(yùn)行

通過adb shell進(jìn)入開發(fā)板環(huán)境(不清楚如何通過adb進(jìn)行調(diào)試，可以參考《入門指南/開發(fā)板調(diào)試方式介紹/adb調(diào)試》)，執(zhí)行下方命令定位到demo目錄，并且執(zhí)行編譯操作。

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

此處會根據(jù)源碼輸出3個(gè)示例程序：test-rfid、test-fram、test-spidev。本文檔用到的輔助示例是test-rfid。其它示例用在別的應(yīng)用場景里，此處的代碼僅供參考。

運(yùn)行例程命令如下所示：

sudo ./Release/test-rfid

執(zhí)行效果如下所示。

API的詳細(xì)說明，以及API的調(diào)用（本例程源碼），詳細(xì)信息見下方說明。

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%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接口的鐵電存儲器通信源碼位于：

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使用說明，對于此模塊的資料及使用說明請?zhí)D(zhuǎn)：

www.xxx.com（官網(wǎng)的模塊網(wǎng)址）

審核編輯 黃宇