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[技术问答] 【又换MCU】越来越好用系列,新塘031 SPI PDMA通信。

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呐咯密密|  楼主 | 2021-7-5 16:20 | 显示全部楼层 |阅读模式
[url=home.php?mod=space&uid=760190]@21小跑堂 #申请原创#[/url]
开篇废话
依旧是开篇的逼逼叨叨。
自从上周换了新塘的M031,现在对这个MCU真的喜欢,写代码巨舒适,简单快速就能上手。上周写了入门的UART的DMA,今天来搞一个SPI 的DMA通信,实用的外设,咱一个都不能少。
M031 SPI概述
SPI接口是全双工同步串行数据通讯接口,可做为主机或从机,用 4 线双向通讯。 M031 包含 1 组 SPI控制器,用于对从外围设备接收到的数据执行串并转换,并对发送到外围设备的数据进行并串转换。 每个SPI控制器可以配置为主设备或从设备,并支持PDMA功能存取数据缓冲区。 每个SPI控制器还支持I2S模式来连接外部音频编解码器。
特征:
– 1组 SPI 控制器
– 支持主机模式和从机模式
– 传输位长可为 8 ~ 32位
– 提供独立的4级32位(或8级16位)收发FIFO缓存,实际数据位长由SPI的设置决定
– 支持高位优先(MSB)或低位优先(LSB)时序
– 支持字节重排功能
– 支持字节或字暂停模式
– 总线时钟主机模式最高可到24 MHz ,从机模式最高可到16 MHz (当芯片工作在 VDD =1.8~3.6V)
– 支持一数据通道半双工传输
– 支持只接收模式
– 支持 PDMA 传输
框图
1476560e2b71957933.png
代码片
时钟以及GPIO初始化
void SYS_Init(void)
{

    /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
    /* Init System Clock                                                                                       */
    /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
    /* Unlock protected registers */
    SYS_UnlockReg();

    /* Enable HIRC clock (Internal RC 48MHz) */
    CLK_EnableXtalRC(CLK_PWRCTL_HIRCEN_Msk);

    /* Wait for HIRC clock ready */
    CLK_WaitClockReady(CLK_STATUS_HIRCSTB_Msk);

    /* Select HCLK clock source as HIRC and HCLK source divider as 1 */
    CLK_SetHCLK(CLK_CLKSEL0_HCLKSEL_HIRC, CLK_CLKDIV0_HCLK(1));

    /* Set both PCLK0 and PCLK1 as HCLK */
    CLK->PCLKDIV = CLK_PCLKDIV_APB0DIV_DIV1 | CLK_PCLKDIV_APB1DIV_DIV1;

    /* Select IP clock source */
    /* Select UART0 clock source is HIRC */
    CLK_SetModuleClock(UART0_MODULE, CLK_CLKSEL1_UART0SEL_HIRC, CLK_CLKDIV0_UART0(1));
    /* Select UART1 clock source is HIRC */
    CLK_SetModuleClock(UART1_MODULE, CLK_CLKSEL1_UART1SEL_HIRC, CLK_CLKDIV0_UART1(1));
    /* Select PCLK1 as the clock source of SPI0 */
    CLK_SetModuleClock(SPI0_MODULE, CLK_CLKSEL2_SPI0SEL_PCLK1, MODULE_NoMsk);
       
    /* Enable UART0 peripheral clock */
    CLK_EnableModuleClock(UART0_MODULE);
    /* Enable UART1 peripheral clock */
    CLK_EnableModuleClock(UART1_MODULE);
    /* Enable PDMA module clock */
    CLK_EnableModuleClock(PDMA_MODULE);
    /* Enable SPI0 peripheral clock */
    CLK_EnableModuleClock(SPI0_MODULE);
       
    /* Update System Core Clock */
    /* User can use SystemCoreClockUpdate() to calculate PllClock, SystemCoreClock and CycylesPerUs automatically. */
    SystemCoreClockUpdate();

    /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
    /* Init I/O Multi-function                                                                                 */
    /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

    /* Set PB multi-function pins for UART0 RXD=PB.12 and TXD=PB.13 */
    SYS->GPB_MFPH = (SYS->GPB_MFPH & ~(SYS_GPB_MFPH_PB12MFP_Msk | SYS_GPB_MFPH_PB13MFP_Msk))    |       \
                    (SYS_GPB_MFPH_PB12MFP_UART0_RXD | SYS_GPB_MFPH_PB13MFP_UART0_TXD);

    /* Set PB multi-function pins for UART1 RXD(PB.2) and TXD(PB.3) */
    SYS->GPB_MFPL = (SYS->GPB_MFPL & ~(SYS_GPB_MFPL_PB2MFP_Msk | SYS_GPB_MFPL_PB3MFP_Msk))    |       \
                    (SYS_GPB_MFPL_PB2MFP_UART1_RXD | SYS_GPB_MFPL_PB3MFP_UART1_TXD);

    /* Setup SPI0 multi-function pins */
    /* PA.3 is SPI0_SS,   PA.2 is SPI0_CLK,
       PA.1 is SPI0_MISO, PA.0 is SPI0_MOSI*/
    SYS->GPA_MFPL = (SYS->GPA_MFPL & ~(SYS_GPA_MFPL_PA3MFP_Msk |
                                       SYS_GPA_MFPL_PA2MFP_Msk |
                                       SYS_GPA_MFPL_PA1MFP_Msk |
                                       SYS_GPA_MFPL_PA0MFP_Msk)) |
                    (SYS_GPA_MFPL_PA3MFP_SPI0_SS |
                     SYS_GPA_MFPL_PA2MFP_SPI0_CLK |
                     SYS_GPA_MFPL_PA1MFP_SPI0_MISO |
                     SYS_GPA_MFPL_PA0MFP_SPI0_MOSI);
                                         
    /* Lock protected registers */
    SYS_LockReg();
}

依据新塘的代码风格,系统的初始化被安排在SYS_Init()中完成所有的系统时钟和各个外设时钟的初始化,在初始化时钟之后初始化外设的引脚,设置各种复用,这里初始化了UART0 和 UART1的外设以及SPI0的外设。因为采用自动的NSS,所以这里将NSS的引脚也复用。
SPI初始化
void SPI_Init(void)
{
    /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
    /* Init SPI                                                                                                */
    /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
    /* Configure as a master, clock idle low, 32-bit transaction, drive output on falling clock edge and latch input on rising edge. */
    /* Set IP clock divider. SPI clock rate = 2 MHz */
    SPI_Open(SPI0, SPI_MASTER, SPI_MODE_0, 8, SPI_CLK_FREQ);

    /* Enable the automatic hardware slave select function. Select the SS pin and configure as low-active. */
        SPI_EnableAutoSS(SPI0, SPI_SS, SPI_SS_ACTIVE_LOW);
}
SPI的初始化依旧是两个函数。
第一个SPI_Open(SPI_T *spi,
                  uint32_t u32MasterSlave,
                  uint32_t u32SPIMode,
                  uint32_t u32DataWidth,
                  uint32_t u32BusClock));
内置5个参数,
SPI_T *spi:选定开启的SPI口。我们选择SPI0。
uint32_t u32MasterSlave:选择主模式或者从模式。这里选择主模式。
uint32_t u32SPIMode:选择SPI的模式,这里有4个待选参数,主要是确定SPI的空闲电平,在上升沿还是下降沿读取数据,在第几个沿读数据等,这个在每个MCU都有该配置,只是M031这里做了一个集合。下图为四个可选参数。
8645760e2bbaae2070.png
下面给一张控制SPI设备的各个寄存器值设定图,
2306660e2bc8ae825a.png
我这里选择SPI_MODE_0,即:将SPI时钟的空闲状态设为低电平,选择数据在SPI总线时钟的下降沿传输,选择数据在SPI总线时钟的上升沿锁存。
uint32_t u32DataWidth:为数据宽度,可在8-32位之间选择,我这里选择最低的8位,这个是比较常见的数据。
uint32_t u32BusClock:设置SPI的时钟,最大24MHz。


第二个函数为SPI_EnableAutoSS(SPI0, SPI_SS, SPI_SS_ACTIVE_LOW);设置硬件使能,自动从机选择功能。如果无需自动从选,可使用SPI_DisableAutoSS(SPI0);进行屏蔽,此时可任选一个通用IO控制从选信号。
SPI读写数据:
 /* Write to TX register */
        SPI_WRITE_TX(SPI0, 0x50650F);
        /* Check SPI0 busy status */
        while(SPI_IS_BUSY(SPI0));
        i32Err = SPI_READ_RX(SPI0);       
SPI_WRITE_TX()进行SPI数据的发送,在等待发送完成后用SPI_READ_RX()进行读数据便可完成一次完整的SPI数据读写。
PDMA设置
void SPI_DMAInit(void)
{
    /* Reset PDMA module */
    SYS_ResetModule(PDMA_RST);

    /* Enable PDMA channels */
    PDMA_Open(PDMA, SPI_OPENED_CH);

    /*=======================================================================
      SPI master PDMA TX channel configuration:
      -----------------------------------------------------------------------
        Word length = 32 bits
        Transfer Count = DATA_COUNT
        Source = g_au32MasterToSlaveTestPattern
        Source Address = Incresing
        Destination = SPI0->TX
        Destination Address = Fixed
        Burst Type = Single Transfer
    =========================================================================*/
    /* Set transfer width (32 bits) and transfer count */
    PDMA_SetTransferCnt(PDMA, SPI_MASTER_TX_DMA_CH, PDMA_WIDTH_8, DATA_COUNT);
    /* Set source/destination address and attributes */
    PDMA_SetTransferAddr(PDMA, SPI_MASTER_TX_DMA_CH, (uint32_t)SPI_TX, PDMA_SAR_INC, (uint32_t)&SPI0->TX, PDMA_DAR_FIX);
    /* Set request source; set basic mode. */
    PDMA_SetTransferMode(PDMA, SPI_MASTER_TX_DMA_CH, PDMA_SPI0_TX, FALSE, 0);
    /* Single request type. SPI only support PDMA single request type. */
    PDMA_SetBurstType(PDMA, SPI_MASTER_TX_DMA_CH, PDMA_REQ_SINGLE, 0);
    /* Disable table interrupt */
    PDMA->DSCT[SPI_MASTER_TX_DMA_CH].CTL |= PDMA_DSCT_CTL_TBINTDIS_Msk;

    /*=======================================================================
      SPI master PDMA RX channel configuration:
      -----------------------------------------------------------------------
        Word length = 32 bits
        Transfer Count = DATA_COUNT
        Source = SPI0->RX
        Source Address = Fixed
        Destination = g_au32MasterRxBuffer
        Destination Address = Increasing
        Burst Type = Single Transfer
    =========================================================================*/
    /* Set transfer width (32 bits) and transfer count */
    PDMA_SetTransferCnt(PDMA, SPI_MASTER_RX_DMA_CH, PDMA_WIDTH_8, DATA_COUNT);
    /* Set source/destination address and attributes */
    PDMA_SetTransferAddr(PDMA, SPI_MASTER_RX_DMA_CH, (uint32_t)&SPI0->RX, PDMA_SAR_FIX, (uint32_t)SPI_RX, PDMA_DAR_INC);
    /* Set request source; set basic mode. */
    PDMA_SetTransferMode(PDMA, SPI_MASTER_RX_DMA_CH, PDMA_SPI0_RX, FALSE, 0);
    /* Single request type. SPI only support PDMA single request type. */
    PDMA_SetBurstType(PDMA, SPI_MASTER_RX_DMA_CH, PDMA_REQ_SINGLE, 0);
    /* Disable table interrupt */
    PDMA->DSCT[SPI_MASTER_RX_DMA_CH].CTL |= PDMA_DSCT_CTL_TBINTDIS_Msk;

    /* Enable SPI master DMA function */
    SPI_TRIGGER_TX_PDMA(SPI0);
    SPI_TRIGGER_RX_PDMA(SPI0);
}
这里PDMA设置和UART差不多,不罗里吧嗦的胡扯了,主要就是一个SPI的使能,这里用SPI_TRIGGER_TX_PDMA()和SPI_TRIGGER_RX_PDMA()。这个是UART的SPI没有的。
在这个初始化完成后会进行一次发送和接收,如果不需要请删除                    SPI_TRIGGER_TX_PDMA(SPI0); SPI_TRIGGER_RX_PDMA(SPI0);
如果想要重复PDMA 的发送可做如下处理:
                    /* Re-trigger */
                    /* Master PDMA TX channel configuration */
                    /* Set transfer width (32 bits) and transfer count */
                    PDMA_SetTransferCnt(PDMA, SPI_MASTER_TX_DMA_CH, PDMA_WIDTH_32, DATA_COUNT);
                    /* Set request source; set basic mode. */
                    PDMA_SetTransferMode(PDMA, SPI_MASTER_TX_DMA_CH, PDMA_SPI0_TX, FALSE, 0);

                    /* Master PDMA RX channel configuration */
                    /* Set transfer width (32 bits) and transfer count */
                    PDMA_SetTransferCnt(PDMA, SPI_MASTER_RX_DMA_CH, PDMA_WIDTH_32, DATA_COUNT);
                    /* Set request source; set basic mode. */
                    PDMA_SetTransferMode(PDMA, SPI_MASTER_RX_DMA_CH, PDMA_SPI0_RX, FALSE, 0);

                    /* Enable master's DMA transfer function */
                    SPI_TRIGGER_TX_PDMA(SPI0);
                    SPI_TRIGGER_RX_PDMA(SPI0);
可以封装为一个函数,每次需要启动DMA就调用一次该函数。但是这里又是老问题,启动DMA的速度慢,示波器测试需要8个微秒左右吧,时间过长。同样我们可以混搭寄存器操作,加快代码执行效率,这个技巧非常实用;
void SPI_DMA_WRITE(void)
{
        PB1 = 0;
        /* Master PDMA TX channel configuration */
        PDMA->CHCTL |= (1 << SPI_MASTER_TX_DMA_CH); /* Enable PDMA channel */
        PDMA->DSCT[SPI_MASTER_TX_DMA_CH].CTL =
                (PDMA->DSCT[SPI_MASTER_TX_DMA_CH].CTL & (~(PDMA_DSCT_CTL_TXCNT_Msk | PDMA_DSCT_CTL_OPMODE_Msk))) |
                (DATA_COUNT - 1) << PDMA_DSCT_CTL_TXCNT_Pos | /* Transfer count */
                1 << PDMA_DSCT_CTL_OPMODE_Pos;
        /* Master PDMA RX channel configuration */
        PDMA->CHCTL |= (1 << SPI_MASTER_RX_DMA_CH); /* Enable PDMA channel */
        PDMA->DSCT[SPI_MASTER_RX_DMA_CH].CTL =
                (PDMA->DSCT[SPI_MASTER_RX_DMA_CH].CTL & (~(PDMA_DSCT_CTL_TXCNT_Msk | PDMA_DSCT_CTL_OPMODE_Msk))) |
                (DATA_COUNT - 1) << PDMA_DSCT_CTL_TXCNT_Pos | /* Transfer count */
                1 << PDMA_DSCT_CTL_OPMODE_Pos;
        /* Enable master's DMA transfer function */
        SPI0->PDMACTL = (SPI_PDMACTL_RXPDMAEN_Msk | SPI_PDMACTL_TXPDMAEN_Msk);
        while (PDMA->DSCT[SPI_MASTER_TX_DMA_CH].CTL & PDMA_DSCT_CTL_TXCNT_Msk) ;
        PB1 = 1;
}
这样,M031的DMA就完成了,如果需要启动DMA传输,就调用SPI_DMA_WRITE()函数便可。

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打赏榜单

21小跑堂 打赏了 100.00 元 2021-07-06
理由:恭喜通过原创奖文章审核!请多多加油哦!

aspoke| | 2021-7-7 21:19 | 显示全部楼层
新唐全新M031/32微控制器  

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232321122| | 2021-7-7 21:19 | 显示全部楼层
有测评的吗   

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ghuca| | 2021-7-7 21:20 | 显示全部楼层
M031原理图有吗  

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soodesyt| | 2021-7-7 21:20 | 显示全部楼层
            

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mnynt121| | 2021-7-7 21:20 | 显示全部楼层
M031BT?            

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plsbackup| | 2021-7-7 21:21 | 显示全部楼层
希望越来越好用系列  

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kmzuaz| | 2021-7-7 21:21 | 显示全部楼层
这个供货量怎么样   

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qiufengsd| | 2021-7-7 21:22 | 显示全部楼层
硬件spi吗   

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jstgotodo| | 2021-7-7 21:22 | 显示全部楼层
            

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quickman| | 2021-7-7 21:23 | 显示全部楼层
最大的传输速度是多少     

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soodesyt| | 2021-7-7 21:23 | 显示全部楼层
跟着楼主多多学习了。   

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ghuca| | 2021-7-7 21:23 | 显示全部楼层
来个相关 资料学习一下。   

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232321122| | 2021-7-7 21:23 | 显示全部楼层
性能怎么样

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aspoke| | 2021-7-7 21:23 | 显示全部楼层
基于 Arm® Cortex®-M0 CPU 的 32 位 微控制器  

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jstgotodo| | 2021-7-7 21:23 | 显示全部楼层
谢谢楼主分享的。   

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quickman| | 2021-7-7 21:23 | 显示全部楼层
可以到4Mhz吗?

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qiufengsd| | 2021-7-7 21:23 | 显示全部楼层
这个硬件spi有bug吗?  

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kmzuaz| | 2021-7-7 21:23 | 显示全部楼层
会不会断货呢            

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plsbackup| | 2021-7-7 21:23 | 显示全部楼层
价格怎么样   

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