Polling - FullDuplex

该示例通过使用 SPI 的全双工模式与外部 flash 进行通信。

示例中使用轮询的方式，对外部 flash 进行数据的读取，分别读取 flash 的 ID 信息和指定地址信息。

在全双工模式下，发送与接收逻辑均有效。数据传输按照选定的帧格式（串行协议）正常进行。

环境需求

该示例支持以下开发套件：

开发套件

Hardware Platforms

Board Name

RTL8752H HDK

RTL8752H EVB

更多信息请参考 快速入门。

硬件连线

EVB 外接 W25Q128 模块，使用杜邦线连接 P4_0（SCK）和 CLK，P4_1（MISO）和 DO，P4_2（MOSI）和 DI，P4_3（CS）和 CS#。

备注

W25Q128 的模块介绍参考 W25Q128 硬件介绍 。

编译和下载

该示例的工程路径如下:

Project file: board\evb\io_sample\SPI\Polling_fullduplex\mdk

Project file: board\evb\io_sample\SPI\Polling_fullduplex\gcc

请按照以下步骤操作构建并运行该示例:

  1. 打开工程文件。

  2. 按照 快速入门 中 编译 APP Image 给出的步骤构建目标文件。

  3. 编译成功后，在路径 mdk\bin 或 gcc\bin 下会生成 app bin app_MP_xxx.bin 文件。

  4. 按照 快速入门 中 MP Tool 给出的步骤将 app bin 烧录至 EVB 内。

  5. 按下 reset 按键，开始运行。

测试验证

  1. 读取外部 flash ID 信息。分别读取 flash DEVICE_ID，MF_DEVICE_ID 和 JEDEC_ID 信息，并打印收到的数据长度和内容。在全双工模式下，由于接收和发送逻辑均有效且同时进行，因此主机端收到的数据中第一个字节均为 FF，对应主机端发送读 ID 指令时从机端回复的数据。

    [io_spi] spi_demo: Read flash id.
[io_spi] spi_demo: flash_id_type = 0, data_lenth = 5, flash_id = FF FF FF FF 17
[io_spi] spi_demo: flash_id_type = 1, data_lenth = 6, flash_id = FF FF FF FF EF 17
[io_spi] spi_demo: flash_id_type = 2, data_lenth = 4, flash_id = FF EF 40 18

  2. 分别以 fast read 和 read 指令读取 flash 不同地址下的数据，打印收到的数据内容。由于没有写入数据，因此读到的数据为全 FF。

    [io_spi] spi_demo: read_data = FF FF FF ...
[io_spi] spi_demo: read_data = FF FF FF ...

代码介绍

该章节分为以下几个部分：

  1. 源码路径 。

  2. 初始化函数将在 初始化 章节介绍。

  3. 初始化后的功能实现将在 功能实现 章节介绍。

源码路径

  • 工程路径: sdk\board\evb\io_sample\SPI\Polling_fullduplex

  • 源码路径: sdk\src\sample\io_sample\SPI\Polling_fullduplex

该工程的工程文件代码结构如下：

└── Project: polling_fullduplex
    └── secure_only_app
        └── include
            ├── app_define.h
            └── rom_uuid.h
        ├── cmsis                    includes CMSIS header files and startup files
            ├── overlay_mgr.c
            ├── system_rtl876x.c
            └── startup_rtl876x.s
        ├── lib                      includes all binary symbol files that user application is built on
            ├── rtl8752h_sdk.lib
            ├── gap_utils.lib
            └── ROM.lib
        ├── peripheral               includes all peripheral drivers and module code used by the application
            ├── rtl876x_rcc.c
            ├── rtl876x_pinmux.c
            ├── rtl876x_nvic.c
            └── rtl876x_spi.c
        ├── profile
        └── app                      includes the ble_peripheral user application implementation
            ├── main.c
            ├── ancs.c
            ├── app.c
            ├── app_task.c
            ├── spi_flash.c
            └── io_spi.c

初始化

当 EVB 复位启动时，调用 main() 函数，将执行以下流程：

int main(void)
{
    extern uint32_t random_seed_value;
    srand(random_seed_value);
    global_data_init();
    board_init();
    le_gap_init(APP_MAX_LINKS);
    gap_lib_init();
    app_le_gap_init();
    app_le_profile_init();
    pwr_mgr_init();
    task_init();
    os_sched_start();

    return 0;
}

备注

le_gap_init() ，gap_lib_init() ，app_le_gap_init ，app_le_profile_init 等为 privacy 管理模块相关的初始化，参考 LE Peripheral Privacy 中的初始化流程介绍。

与外设相关的初始化流程具体如下：

  1. 在 board_init 中，执行 board_spi_init ，该函数为 PAD/PINMUX 设置，包含如下流程：

    1. 配置 PAD：设置引脚，PINMUX 模式，Power On，内部上拉，输出高。

    2. 配置 PINMUX：分配引脚分别为 SPI0_CLK_MASTER、SPI0_MO_MASTER、SPI0_MI_MASTER、SPI0_SS_N_0_MASTER 功能。

  2. 在执行 os_sched_start() 开启任务调度后，在 app_main_task 主任务内，执行 driver_init 对外设驱动进行初始化配置。

  3. 在 driver_init 中执行 driver_spi_init ，该函数为 SPI 外设的初始化，包含如下流程：

    1. 使能 RCC 时钟。

    2. 配置 SPI 的传输模式为全双工模式。

    3. 配置数据宽度为 8 位。

    4. 配置串行时钟的稳态悬空高，数据捕获于第二个时钟沿。

    5. 设置时钟分频系数为 100。

    6. 使能 SPI 外设。

    备注

    SPI 的时钟分频系数最小为 2，且只能为偶数。

    void driver_spi_init(void)
{
    RCC_PeriphClockCmd(APBPeriph_SPI0, APBPeriph_SPI0_CLOCK, ENABLE);

    SPI_InitTypeDef  SPI_InitStruct;
    SPI_StructInit(&SPI_InitStruct);

    SPI_InitStruct.SPI_Direction   = SPI_Direction_FullDuplex;
    SPI_InitStruct.SPI_Mode        = SPI_Mode_Master;
    SPI_InitStruct.SPI_DataSize    = SPI_DataSize_8b;
    SPI_InitStruct.SPI_CPOL        = SPI_CPOL_High;
    SPI_InitStruct.SPI_CPHA        = SPI_CPHA_2Edge;
    SPI_InitStruct.SPI_BaudRatePrescaler  = 100;
    /* SPI_Direction_EEPROM mode read data lenth. */
    SPI_InitStruct.SPI_RxThresholdLevel  = 3 - 1;/* Flash id lenth = 3*/
    SPI_InitStruct.SPI_NDF               = 3 - 1;/* Flash id lenth = 3*/
    /* cause SPI_INT_RXF interrupt if data length in receive FIFO  >= SPI_RxThresholdLevel + 1*/
    SPI_InitStruct.SPI_FrameFormat = SPI_Frame_Motorola;

    SPI_Init(FLASH_SPI, &SPI_InitStruct);
    SPI_Cmd(FLASH_SPI, ENABLE);

}

功能实现

  1. 在主函数中执行 os_sched_start() ，开启任务调度。当 stack 准备好时，执行 app_handle_dev_state_evt ，执行 spi_demo 。

    1. 执行 spi_flash_read_id ，分别读取 DEVICE_ID，MF_DEVICE_ID 和 JEDEC_ID 信息。

    2. 执行 spi_flash_read ，分别以 read 指令和 fast read 指令读取相应地址下的数据。

    void spi_demo(void)
{
    uint8_t id[10] = {0};
    APP_PRINT_INFO0("[io_spi] spi_demo: Read flash id.");

    while (flash_id_type < 3)
    {
        spi_flash_read_id((Flash_ID_Type)flash_id_type, id);

        APP_PRINT_INFO3("[io_spi] spi_demo: flash_id_type = %d, data_lenth = %d, data = %b ", flash_id_type,
                        id[0], TRACE_BINARY(id[0], &id[1]));
        flash_id_type++;
        memset(id, 0, sizeof(id));
    }
    flash_id_type = 0;

    uint8_t read_data[105] = {0};
    spi_flash_read(SPI_FLASH_READ_DATA, 0x000101, read_data, 100);
    APP_PRINT_INFO1("[io_spi] spi_demo: read_data = %b,", TRACE_BINARY(100, &read_data[4]));
    spi_flash_read(SPI_FLASH_FAST_READ, 0x000210, read_data, 100);
    APP_PRINT_INFO1("[io_spi] spi_demo: read_data = %b,", TRACE_BINARY(100, &read_data[5]));
}

  2. 在 spi_flash_read_id 内，执行以下内容：

    1. 定义发送数据指令，读取不同 ID 需要发送的指令和字节数不同。

    2. 发送读 ID 指令。

    3. 循环执行 SPI_ReceiveData() ，读取 flash 回复的数据信息。

    void spi_flash_read_id(Flash_ID_Type vFlashIdType, uint8_t *pFlashId)
{
    uint8_t send_buf[4] = {SPI_FLASH_JEDEC_ID, 0, 0, 0};
    uint8_t recv_len = 3;

    switch (vFlashIdType)
    {
    case DEVICE_ID:
        send_buf[0] = SPI_FLASH_DEVICE_ID;
        recv_len = 4 + 1;
        break;
    case MF_DEVICE_ID:
        send_buf[0] = SPI_FLASH_MANU_ID;
        recv_len = 5 + 1;
        break;
    case JEDEC_ID:
        send_buf[0] = SPI_FLASH_JEDEC_ID;
        recv_len = 3 + 1;
        break;
    default:
        return;
    }
    *pFlashId++ = recv_len;

    SPI_SendBuffer(FLASH_SPI, send_buf, recv_len);
    while (recv_len--)
    {
        while (RESET == SPI_GetFlagState(FLASH_SPI, SPI_FLAG_RFNE));
        *pFlashId++ = SPI_ReceiveData(FLASH_SPI);
    }
}

  3. 在 spi_flash_read 内，执行以下内容：

    1. 定义发送数据，第一个字节为读指令，第二三四字节为地址信息。不同读指令对应的指令和需要发送的数据长度不同。

    2. 发送指定地址读指令。

    3. 循环执行 SPI_ReceiveData() ，读取 flash 回复的数据信息。在每次读取数据之前，需要发送一个字节的 dummy 数据，用于发送时钟信号以接收数据。

    void spi_flash_read(uint8_t vReadCmd, uint32_t vReadAddr, uint8_t *pBuffer, uint16_t vLength)
{
    uint8_t send_buf[10] = {0};
    uint8_t send_len = 0;
    uint16_t recv_len = 0;

    if (SPI_FLASH_READ_DATA == vReadCmd)
    {
        send_len = 4;
    }
    else if (SPI_FLASH_FAST_READ == vReadCmd)
    {
        send_len = 5;
    }
    send_buf[0] = vReadCmd;
    send_buf[1] = (vReadAddr >> 16) & 0xFF;
    send_buf[2] = (vReadAddr >> 8) & 0xFF;
    send_buf[3] = (vReadAddr) & 0xFF;

    SPI_SendBuffer(FLASH_SPI, send_buf, send_len);
    recv_len = vLength + send_len;
    while (recv_len--)
    {
        SPI_SendBuffer(FLASH_SPI, &send_buf[9], 1);
        while (SPI_GetFlagState(FLASH_SPI, SPI_FLAG_RFNE) == RESET);
        *pBuffer++ = SPI_ReceiveData(FLASH_SPI);
    }
    SPI_SetReadLen(FLASH_SPI, 1);
}