【ELF 2学习板】13.SPI通讯测试（1）

stm1024

拜年任务结束，年也过完了，继续试用ELF2-RK3588开发板。这次测试一下板载的SPI外设接口。SPI（Serial Peripheral Interface，串行外设接口）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通信。SPI接口通常由四根线组成：MOSI（主输出从输入）、MISO（主输入从输出）、SCLK（串行时钟）和SS/CS（从选择/片选）。这种接口允许全双工通信，即在同一个时钟周期内，数据可以在两个方向上同时传输。
SPI的主要特点包括：
高速通信：SPI接口可以实现高速的数据传输，适用于需要快速数据交换的应用场景。
简单接口：SPI的硬件接口相对简单，易于实现。
支持多设备：通过使用不同的片选线（SS/CS），SPI接口可以连接多个外设。
全双工通信：可以在一个时钟周期内同时进行数据的发送和接收，提高了数据传输的效率。
SPI协议常用于连接各种外设，例如存储器、ADC/DAC转换器、传感器等。在实际应用中，SPI协议的时钟频率、数据格式和传输模式可以根据具体需求进行配置。

SPI协议根据时钟极性（CPOL） 和相位（CPHA） 共同决定读取数据的方式，因此一共有4钟模式。

本次首先通过系统工具进行SPI的测试。

spidev是 Linux 内核中用于 SPI（串行外设接口）通信的一个驱动程序，它提供了一个用户空间接口，使得用户可以通过简单的文件操作来进行 SPI 设备的读写操作。spidev主要用于嵌入式系统和开发板中，如 Raspberry Pi、BeagleBone 等，方便开发者在不编写复杂驱动程序的情况下使用 SPI 设备。


使用 spidev 库可以简化 SPI 设备的驱动开发，使得开发者可以专注于应用逻辑的实现。
ELF2-RK3588上，我们可以先看看有哪些SPI外设：

系统提供了spi-tools工具包，该软件包包含一些简单的命令行工具，用于辅助操作Linux下的spidev设备。
spi-config
查询或设置SPI配置（模式、速率、每字节位数等）。

spi-pipe
实现向SPI设备同时发送和接收数据。


例如，查询当前配置，以及修改时钟频率并再次查询：

这样看，似乎配置失败了，可以看到设置的波特率根本没有变化，原因是在ELF2平台上，当文件描述符关闭时，速度会重置为默认值。为了避免此问题，可以使用-w选项保持文件描述符打开。例如：

可以使用printf命令格式化要发送的二进制数据。 例如，发送字节序列0x41、0x42、0x43并查看回复：

最后如果不用了，就杀死后台进程：

通过这种方式，开发者可以在 Linux 系统上方便地进行 SPI 设备的通信操作。

如果是使用Python脚本，以下是使用spidev是进行 SPI 通信的基本步骤：
1. 加载 spidev是模块：
   在 Linux 系统中，需要确保spidev是模块已经加载。可以通过以下命令加载：
   sudo modprobe spidev
2. 打开 SPI 设备：
   在用户空间中，使用 open()函数打开 SPI 设备文件，通常位于 /dev/ 目录下。设备文件名格式为 /dev/spidev<bus>.<device>，其中 <bus> 是总线号，<device> 是设备号。
   import spidev
   spi = spidev.SpiDev()
   spi.open(4, 0)  # 打开 SPI 总线 0 的设备 0

3. 配置 SPI 参数：
   使用 spidev 库可以配置 SPI 的各种参数，包括最大时钟速度、模式、位顺序等。
   spi.max_speed_hz = 500000  # 设置最大时钟速度为 500 kHz
   spi.mode = 0b00            # 设置 SPI 模式为 0
   spi.bits_per_word = 8      # 设置每个字的数据位数为 8

4. 进行数据传输：
   使用 xfer() 或 xfer2() 方法进行数据传输。xfer() 方法在发送和接收数据时会先发送然后接收，而 xfer2() 方法可以在同一时钟周期内同时发送和接收数据。
   to_send = [0x01, 0x02, 0x03]
   received = spi.xfer(to_send)  # 发送数据并接收响应
   print(received)   
5. 关闭 SPI 设备：
   完成通信后，使用 close() 方法关闭 SPI 设备。
   spi.close()