合宙AIR105(四): SPI, MAX7219 8x8LED驅動

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Air105的SPI介紹和驅動MAX7219的演示. Air105 包含五組普通SPI, 可以以半/全雙工, 同步, 串列的方式通信. 可以被配置成主模式併為從設備提供時鐘(SCK), 還能以多主配置方式工作. 支持協議Motorola Serial Peripheral Interface (SP... ...

Air105 的 SPI

Air105 包含五組普通SPI, 可以以半/全雙工, 同步, 串列的方式通信. 可以被配置成主模式併為從設備提供時鐘(SCK), 還能以多主配置方式工作. 這裡不介紹QSPI(高速SPI).

SPI 整體參數

SPI時鐘由 PCLK 提供, SPI_CLK = PCLK (AIR105絕大部分外設的時鐘都是PCLK)
支持協議Motorola Serial Peripheral Interface (SPI), Texas Instruments Serial Protocol (SSP), National Semiconductor Microwire
包含硬體收發FIFO, 深度為16
獨立硬體收發FIFO, 可配收發FIFO中斷閾值
SPI0 支持主或者從(主/從地址不同), 從模式支持CS拉低持續接收
4到16位數據幀格式選擇
支持全雙工, 半雙工模式
收發, 錯誤中斷檢測
支持DMA

硬體收發FIFO

包含2個獨立的深度為16的收發FIFO

對寄存器DR寫 -> 寫入發送FIFO
對寄存器DR讀 <- 取自接收FIFO
收發FIFO有獨立的中斷閾值設定, 當數據符合設定閾值時產生中斷
收發FIFO有獨立的DMA閾值設定, 當數據符合設定閾值時產生DMA請求

主從模式

SPI0包括2組寄存器組SPIM0 和 SPIS0, 分別用於實現主模式和從模式, 2組寄存器組結構相同, 地址不同
- 主模式下SPI相應初始化及數據收發操作由SPIMx完成
- 從模式下，SPI相應初始化及數據接收操作由SPISx完成
SPI0外設工作模式使用 SYSCTRL 寄存器中 PHER_CTRL 相應位切換
SPI1 - SPI4只支持主模式, (SPIM1 - SPIM4)

SPI相關代碼

SPI初始化

以驅動 MAX7219 為例, 初始化 SPI0 的代碼, 使用 GPIO_PinRemapConfig 復用後, 不需要再單獨進行GPIO初始化

#define MAX7219_SPIx        SPIM0
#define MAX7219_CS_PORT     GPIOC
#define MAX7219_CS_PIN      GPIO_Pin_13

#define MAX7219_SPIx_PORT   GPIOC
#define MAX7219_SPIx_PINS   GPIO_Pin_12|GPIO_Pin_14|GPIO_Pin_15
#define MAX7219_SPIx_REMAP  GPIO_Remap_2

void MAX7219_SPI_Init(void)
{
    SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure;

    SYSCTRL_APBPeriphClockCmd(SYSCTRL_APBPeriph_GPIO | SYSCTRL_APBPeriph_SPI0, ENABLE);
    SYSCTRL_APBPeriphResetCmd(SYSCTRL_APBPeriph_SPI0, ENABLE);

    //SPI0
    GPIO_PinRemapConfig(MAX7219_SPIx_PORT, MAX7219_SPIx_PINS, MAX7219_SPIx_REMAP);

    SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;
    SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;
    SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low;
    SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_1Edge;
    SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_0;
    SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_256;
    // 這兩項不能省略, 否則 SPI_Init 初始化會阻塞
    SPI_InitStructure.SPI_RXFIFOFullThreshold = SPI_RXFIFOFullThreshold_1;
    SPI_InitStructure.SPI_TXFIFOEmptyThreshold = SPI_TXFIFOEmptyThreshold_10;

    SPI_Init(MAX7219_SPIx, &SPI_InitStructure);
    SPI_Cmd(MAX7219_SPIx, ENABLE);
}

CS使用主動控制, 因此PC13單獨初始化GPIO

void MAX7219_GPIO_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;

    SYSCTRL_APBPeriphClockCmd(SYSCTRL_APBPeriph_GPIO, ENABLE);

    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = MAX7219_CS_PIN;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Remap = GPIO_Remap_1;
    GPIO_Init(MAX7219_CS_PORT, &GPIO_InitStruct);
}

SPI主動發送和接收

通過調用SPI_SendData和SPI_ReceiveData完成

uint8_t MAX7219_SendByte(uint8_t byte)
{
    uint8_t data;
    SPI_SendData(MAX7219_SPIx, byte);
    while (RESET == SPI_GetFlagStatus(MAX7219_SPIx, SPI_FLAG_RXNE));
    data = SPI_ReceiveData(MAX7219_SPIx);
    return data;
}

Air105 SPI 驅動 MAX7219

又到了喜聞樂見的點燈環節. MAX7219 8x8的LED點陣是最簡單的SPI設備了

接線

PIN腳的具體位置, 查看 https://wiki.luatos.com/_static/bom/Air105.html

* 3.3V            -> VCC
* GND             -> GND
* PC12 SPI0_CLK   -> CLK
* PC13 CS         -> CS
* PC14 SPI0_MOSI  -> DIN

代碼

初始化需要的命令

#define DECODE_MODE  0x09
#define INTENSITY    0x0A
#define SCAN_LIMIT   0x0B
#define SHUT_DOWN    0x0C
#define DISPLAY_TEST 0x0F

片選指令

void MAX7219_ChipSelect(int state)
{
    if (state)
    {
        GPIO_SetBits(MAX7219_CS_PORT, MAX7219_CS_PIN);
    }
    else
    {
        GPIO_ResetBits(MAX7219_CS_PORT, MAX7219_CS_PIN);
    }
}

MAX7219通信的基礎方法

void MAX7219_Write(uint8_t addr, uint8_t dat)
{
    MAX7219_ChipSelect(0);
    MAX7219_SendByte(addr);
    MAX7219_SendByte(dat);
    MAX7219_ChipSelect(1);
}

初始化代碼

void MAX7219_Init(void)
{
    MAX7219_Write(SHUT_DOWN,    0x01);      // 0x00:shutdown, 0x01:normal
    MAX7219_Write(DECODE_MODE,  0x00);      // Bypass code B decoder, no-decode operation
    MAX7219_Write(SCAN_LIMIT,   0x07);      // Scan-limit, 0:1-digit, 1:2-digits, ... 7:8-digits
    MAX7219_Write(INTENSITY,    0x01);      // 0x00:min, 0xFF:max
    MAX7219_Write(DISPLAY_TEST, 0x00);      // 0x00:normal, 0x01:test mode
}

完整代碼從這裡下載

https://gitee.com/iosetting/air105_project/tree/master/Demos/SPI/SPI_MAX7219_8x8LED

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