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SPI 示例

本示例演示了 SPI 外设的功能。SPI 作为 master 模式，每隔 100ms 输出 1024 个字节的数据。

📖 示例说明

功能演示

本示例演示以下功能：

• SPI Master 模式：SPI 作为主机模式工作
• DMA 传输：使用 DMA 发送数据
• 周期性发送：每隔 100ms 发送一次数据
• 引脚复用配置：配置 SPI1 的 MOSI、MISO、CLK、CS 引脚

SPI 配置参数

参数	值	说明
SPI 控制器	SPI1	使用 SPI1 外设
模式	Master	主机模式
时钟频率	1MHz	Master 输出时钟
数据位宽	8位	每次传输 8 位数据
时钟极性/相位	CPOL=1, CPHA=1	时钟配置
数据顺序	MSB First	最高位优先
传输方式	DMA	使用 DMA 发送
数据长度	1024 字节	每次发送数据量

SPI 引脚配置

引脚	SPI 功能	IOMUX 功能	说明
PA15	SPI_MOSI	功能 6	SPI Master 数据发送引脚
PA14	SPI_MISO	功能 6	SPI Master 数据接收引脚
PA17	SPI_CLK	功能 6	SPI 时钟引脚
PA19	SPI_CS	功能 6	SPI 片选引脚

硬件要求

• ARCS 系列开发板
• 逻辑分析仪或示波器（用于采样 SPI 引脚，分析 SPI 输出数据）
• USB 转串口工具（用于查看日志输出）

🚀 快速开始

1. 构建项目

在示例目录下执行构建脚本：

cd samples/drivers/spi
./build.sh

构建成功后，会在 build 目录下生成 arcs.bin 文件。

2. 烧录运行

cskburn -s /dev/ttyUSB0 -b 3000000 0x0 build/arcs.bin -C arcs

参数说明：

• -s /dev/ttyUSB0：串口设备路径（根据实际情况修改）
• -b 3000000：烧录波特率
• 0x0：烧录起始地址
• build/arcs.bin：烧录固件路径

💡 详细烧录步骤请参考 {ref}快速开始 - 烧录运行 <flashing>。

3. 查看输出

烧录完成后，复位开发板：

• 通过串口工具查看日志输出
• 使用逻辑分析仪或示波器采样 SPI 引脚，分析输出数据

🔧 配置说明

项目配置

本示例在 prj.conf 中配置：

CONFIG_MEM_CONFIG=y

SPI 引脚定义

#define SPI_MOSI_IO_PAD         CSK_IOMUX_PAD_A
#define SPI_MOSI_IO_PIN         15
#define SPI_MOSI_IO_SEL         CSK_IOMUX_FUNC_ALTER6

#define SPI_MISO_IO_PAD         CSK_IOMUX_PAD_A
#define SPI_MISO_IO_PIN         14
#define SPI_MISO_IO_SEL         CSK_IOMUX_FUNC_ALTER6

#define SPI_CLK_IO_PAD          CSK_IOMUX_PAD_A
#define SPI_CLK_IO_PIN          17
#define SPI_CLK_IO_SEL          CSK_IOMUX_FUNC_ALTER6

#define SPI_CS_IO_PAD           CSK_IOMUX_PAD_A
#define SPI_CS_IO_PIN           19
#define SPI_CS_IO_SEL           CSK_IOMUX_FUNC_ALTER6

SPI 控制配置

SPI_Control(spi_handler, 
    CSK_SPI_MODE_MASTER |      // master 模式
    CSK_SPI_TXIO_DMA |         // 使用 DMA 发送
    CSK_SPI_CPOL1_CPHA1 |      // CPOL=1, CPHA=1
    CSK_SPI_DATA_BITS(8) |     // 8位数据
    CSK_SPI_MSB_LSB,           // MSB first
    1000000);                  // spi1 的 master 输出时钟为 1MHz

📋 代码解析

关键代码段

1. 全局变量定义

#define DATA_SIZE 1024

static void* spi_handler = NULL;
static volatile uint32_t spi_event = 0;
static uint8_t data[DATA_SIZE];

2. SPI 引脚初始化

void spi_pin_init()
{
   /* SPI1 引脚配置 */
   IOMuxManager_PinConfigure(SPI_CLK_IO_PAD,  SPI_CLK_IO_PIN,  SPI_CLK_IO_SEL);     // CLK
   IOMuxManager_PinConfigure(SPI_CS_IO_PAD,   SPI_CS_IO_PIN,   SPI_CS_IO_SEL);      // CS
   IOMuxManager_PinConfigure(SPI_MOSI_IO_PAD, SPI_MOSI_IO_PIN, SPI_MOSI_IO_SEL);    // MOSI
   IOMuxManager_PinConfigure(SPI_MISO_IO_PAD, SPI_MISO_IO_PIN, SPI_MISO_IO_SEL);    // MISO

   spi_handler = SPI1();
}

3. SPI 事件回调函数

static void spi_driver_event_cb(uint32_t event, uint32_t usr_param)
{
    // printf("event: %d\n", event);
    spi_event |= event;
}

4. SPI 初始化和配置

/* 初始化 SPI */
SPI_Initialize(spi_handler, spi_driver_event_cb, (uint32_t)spi_handler);
SPI_PowerControl(spi_handler, CSK_POWER_FULL);

/* 配置 SPI */
SPI_Control(spi_handler, 
    CSK_SPI_MODE_MASTER |      // master 模式
    CSK_SPI_TXIO_DMA |         // 使用 DMA 发送
    CSK_SPI_CPOL1_CPHA1 |      // CPOL=1, CPHA=1
    CSK_SPI_DATA_BITS(8) |     // 8位数据
    CSK_SPI_MSB_LSB,           // MSB first
    1000000);                  // spi1 的 master 输出时钟为 1MHz

5. 准备发送数据

/* 准备发送数据 */
for (int i = 0; i < DATA_SIZE; i++) {
    data[i] = i % 256;
}

数据内容：生成 0~255 循环的数据序列（总共 1024 字节）

6. 周期性发送数据

while(1) {
    spi_event = 0;
    /* 发送数据 */
    SPI_Send(spi_handler, data, DATA_SIZE);

    /* 等待发送完成 */
    while(!(spi_event & CSK_SPI_EVENT_TRANSFER_COMPLETE));
    
    vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(100));
}

发送流程：

1. 清除事件标志
2. 调用 SPI_Send() 发送 1024 字节数据
3. 等待 CSK_SPI_EVENT_TRANSFER_COMPLETE 事件
4. 延时 100ms 后进行下一次发送

7. 资源清理

/* 关闭 SPI */
SPI_PowerControl(spi_handler, CSK_POWER_OFF);
SPI_Uninitialize(spi_handler);

8. 主函数

int main(int argc, char **argv)
{
    printf("Hello, world! SPI\n");

    spi_pin_init();

    spi_test();

    return 0;
}

🔍 预期输出

程序运行后，串口将输出以下日志：

Running on hart-id: 1
Hello, world! SPI
spi_set_bus_speed: sclk_div = 11 (sclk: 1000000), cs2sclk = 1

日志说明：

• sclk_div = 11：SPI 时钟分频系数
• sclk: 1000000：SPI 时钟频率 1MHz
• cs2sclk = 1：CS 到时钟的延迟

SPI 引脚输出：

• PA15 (MOSI)：每隔 100ms 输出 1024 字节数据
• PA17 (CLK)：输出 1MHz 时钟信号
• PA19 (CS)：片选信号

⚠️ 注意事项

1. 引脚复用：

   • SPI1 的四个引脚都配置为功能 6（CSK_IOMUX_FUNC_ALTER6）

2. 数据内容：

   • 发送数据为 0~255 循环序列，共 1024 字节
   • 数据生成：data[i] = i % 256

3. DMA 传输：

   • 使用 DMA 方式发送数据
   • 需要等待 CSK_SPI_EVENT_TRANSFER_COMPLETE 事件完成

4. 时钟配置：

   • CPOL=1：空闲时时钟为高电平
   • CPHA=1：第二个时钟边沿采样数据
   • MSB First：最高位优先传输

5. 发送间隔：

   • 每次发送后延时 100ms
   • 使用 vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(100))

6. 事件处理：

   • 通过回调函数 spi_driver_event_cb 处理事件
   • 使用全局变量 spi_event 记录事件标志

7. Master 模式：

   • SPI 作为主机，控制时钟和片选信号
   • 时钟频率设置为 1MHz