分享下我工作后写的第一个驱动的经历,spi同eeprom通信
我大学学的硬件,但其实对这个兴趣不大,而且刚工作后,发现硬件貌似不适合我,就慢慢转嵌入式了,当时只有个C语言的基本,然后自学了STM32的一些东西,就大胆的去换工作,换到嵌入式软件了,换的还是比较顺利,当时还是很容易的找到个初级工程师的岗位,入职后,就要让我开始干活了。
我那个项目用的是ATMEL的MCU,要和一个eeprom通过,eeprom存储了一些信息,我需要做的是编写好一个读eeprom和写eepro的接口,供别的同事调用,也就是咋们通常说的驱动,提供驱动EEPROM的接口,里面存啥数据我就不用关心的,当时硬件设计上MCU和eeprom之间的通信方式是spi接口(有的eeprom是采用iic的方式通信,具体器件具体对待啊)。
1.因为软件上需要对spi引脚进行初始化,所有我先从硬件提供的原理图中找到spi对应的引脚信息,看了图,在结合mcu的手册,我知道了使用的引脚和使用的是那一组spi
2.开始写代码,我已经有对应的引脚信息了,就开始进行引脚,时钟和spi的初始化,并配置了spi写操作对应的DMA和spi对操作对应的DMA
引脚主要就是把默认的gpio配置成spi功能,除了这个之外,还有控制eeprom的其他管教,其中包括电源(MCU有一个电源使能引脚来对eeprom进行上电和掉电的操作),控制引脚HOLD(通过该引脚来暂停对设备的访问,这个时候除了片选脚,所有输入脚上的传输都会被忽略),该项目上因为spi上只接了一个设备eeprom,所有cs引脚默认生效,所以不用管这个脚了。
spi初始化主要配置了工作模式(spi有4种工作模式),市场上的spi设备,一般都会支持两种模式,我们在配置时,配置成支持的模式即可。
3.操作说明
我当时用的那款eeprom内部有一个8bit的指令寄存器,这个是通过eeprom手册中查看到的,写驱动那肯定是先看手册啦,通过手册知道怎么控制对应的器件,才能写代码哦,从eeprom手册中,我还得知和eeprom通信时,CS脚必须拉低并且HOLD脚必须拉高。当然还有操作指令,这个指令时啥意思呢?就是说每一次操作前,我先给eeprom发送指令和要操作的eeprom对应的地址,eeprom就知道我接下来要干啥了,废话不多说,直接先看怎么读的吧
4.spi读操作
操作时,需要先上电,并拉低CS引脚(CS引脚操作可忽略,因为当时项目上一直为低),然后发送读指令,紧接着发送地址,之后对应地址上的数据就会通过MISO引脚返回给MCU了,MCU就获取到了这个地址上的数据,如果我还需要下一个地址的数据,那就让spi继续工作,eeprom收到sck信号后,就把下一个地址的数据继续通过MISO引脚发出来了。
如下图就是读操作的时许图,图中我特别用红色框标准了3个重要的地址,第一个instruction就是发送的读指令,第二个红色框就是发送的需要操作的eeprom对应的地址,第三个红色框就是eeprom给返回来的数据,这个图里面就读了一个数据,读了一个数据后,CS引脚就拉高了。
5.spi写操作
在写之前,需要我先一下写使能,好多eeprom在写操作前,必须发送WREN指令设置写使能锁存位。然后才能进行写操作。
写操作和读操作有点相似,都是先发送指令,然后发送对应的地址,然后后面跟着数据。
这个时序图和上面写操作相似,但注意上面两幅图全部都是从从设备的角度考虑的,图中的SI和SO两个信号中的S指的就是slave的意思,所以在写操作时,写入的数据是从MCU发出给EEPROM的,所以SI信号线上应该有待写入EEPROM的数据Data Byte,对于读操作,数据是从EEPROM到MCU的,所以数据Data out是在SO信号线上的。
6.地址扩展说明
从上面读写操作的时序图中可以看出,每个图中的第2个红色方框中的地址是16bit的,但这个在不同的从设备中会有差异,有的芯片从设备是固定的16bit,有的是8bit,有的是16bit,对于16bit或者24bit的情况下,看注意看对应从设备手册,看发从地址时,是先发送高位还是先发送低位。
7.压力测试
这个是我个人习惯,通常情况下,都会进行压力测试,对于EEPROM来说,我做的压力测试,就是来回的读写比对,来查看代码的健壮性。
8.写使能
刚才在写操作部分,简单说了下写使能,实际上,这个写使能就相当于上锁了,这个锁是在写之前要设置,且在任何写操作内部执行完成前,该锁存位都必须置上,且写使能指令发送后,CS需要拉高,然后再进行写操作,要是不拉高就开始写操作,那么数据因写使能没有正确设置导致写的数据没有写入eeprom中。写指令时许图如下。
上电默认情况下,是会复位写使能锁存位的,且我用的这款EEPROM,是在字节写,页写或者写状态寄存器之后,写使能锁存位都会复位,这也是一种写保护的措施吧,就是为了防止一些误操作。
有写使能,就也有与之对应的反操作,称为写失能,其时序图如下
9.经验分享
有些SPI通信中,因为从设置就一个,有时候就不关心CS,比如就有些情况下一直拉低CS,这种从理论上说没问题,但假如有异常操作,cs又是拉低的,就相当于MCU和eeprom操作了,就算异常操作,但未必就能对的上上面说的写指令,或者读指令等其他指令,不过我个人习惯会在不用的时候拉高cs
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