1. SPI簡介

SPI是串行外設接口(Serial Peripheral Interface)的縮寫，是 Motorola 公司推出的一種同步串行接口技術，是一種高速、全雙工、同步的通信總線在用戶空間的應用程序中，完全可以不必理會SPI協議的詳細規定。只需要按照驅動層提供給我們的操作SPI外設的操作接口函數就可以像操作linux中其他普通設備文件那樣輕松的操作SPI外設了。

EASY EAI Nano-TB的SPI接口分布如下圖所示：

1.1 SPI參數配置解析

設備文件格式：/dev/spidev(bus.select)

bus：代表SPI總線號，即一組SCLK、MOSI、MISO

select：代表SPI設備號，同一條總線上用不同的片選信號區分：CSN0、CSN1等

以Orin-Nano默認SPI資源為例：啟用SPI功能后，會出現下面4個設備節點（即有兩條總線，四個設備）。

/dev/spidev0.0

/dev/spidev0.1

/dev/spidev3.0

/dev/spidev3.1

SPI通信有4種不同的模式，不同的從設備在出廠時配置模式已經固定，這是不能改變的，但通信雙方設備必須工作在同一模式下，所以可以對主設備的SPI模式進行配置，通過CPOL（時鐘極性）和CPHA（時鐘相位）來控制主設備的通信模式。

時鐘極性CPOL是用來配置SCLK電平的有效態的;

時鐘相位CPHA是用來配置數據采樣是發生在第幾個邊沿的。

CPOL=0表示當SCLK=0時處于空閑態，所以SCLK處于高電平時有效；

CPOL=1表示當SCLK=1時處于空閑態，所以SCLK處于低電平時有效；

CPHA=0表示數據采樣是在第1個邊沿，數據發送在第2個邊沿；

CPHA=1表示數據采樣是在第2個邊沿，數據發送在第1個邊沿；

【*】SPI主模塊和與之通信的外設通信時，兩者的時鐘相位和極性應該保持一致。

其余的參數如：speed：通信的比特率，delay：設置通信的時間延遲，bits通信所占的位數。

1.2 硬件連接

本示例采用RFID讀卡模塊：RC522進行輔助演示。

RC522模塊與EASY EAI Nano-TB的接線原理圖如下所示：

2. 快速上手

2.1 開發環境準備

如果您初次閱讀此文檔，請閱讀《入門指南/開發環境準備/Easy-Eai編譯環境準備與更新》，并按照其相關的操作，進行編譯環境的部署。

在PC端Ubuntu系統中執行run腳本，進入EASY-EAI編譯環境，具體如下所示。

cd ~/develop_environment ./run.sh

2.2 源碼下載以及例程編譯

首先，在虛擬機后臺終端，執行以下命令，創建外設單例源碼管理目錄：

cd /opt mkdir -p EASY-EAI-Nano-TB/demo

首先，到【百度網盤】上下載相關的單例程序：

鏈接：https://pan.baidu.com/s/1Br608Hiff2Xs65PzWO_qWQ?pwd=1234

提取碼：1234

比如把單例程序下載到：此電腦\D:\BaiduNetdisk (無規定，用戶可自主選擇)，如下圖所示。

再將下載好的單例復制進入虛擬機的文件系統，過程如下圖所示。

最后，進入到對應的例程目錄執行編譯操作，具體命令如下所示：

cd EASY-EAI-Nano-TB/demo/07_SPI ./build.sh

注：

* 由于依賴庫部署在板卡上，因此交叉編譯過程中必須保持/mnt掛載。

編譯成功后，會根據源碼輸出3個示例程序：test-rfid、test-fram、test-spidev，并會自動部署到開發板的/userdata/目錄中。

本文檔用到的輔助示例是test-rfid。其它示例用在別的應用場景里，此處的代碼僅供參考。

2.3 例程運行

通過串口調試或ssh調試，進入板卡后臺，定位到例程部署的位置，如下所示：

cd /userdata

執行下方例程命令如下所示：

sudo ./test-rfid

執行效果如下所示。

API的詳細說明，以及API的調用（本例程源碼），詳細信息見下方說明。

3. RFID讀取ID例程

RFID例程源碼位于：

07_SPI/rfid.c

07_SPI/dev/rc522.c

07_SPI/include/rc522.h

利用了RC522芯片進行實現及講解，操作流程如下。

參考例程如下所示。

static unsigned char flag = 0; static unsigned char bits = 8; static unsigned int speed = 100000; static uint16_t delay = 0; unsigned char card_rev_buf[16] = { 0 }; /* *扇區密碼:A，扇區數:16，每個扇區 *密碼字節數:16Byte */ unsigned char sector_key_a[16][16]; unsigned char data_buf[16] = {0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x06, 0x07, 0x08, 0x09, 0x0A, 0x0B, 0x0C, 0x0D, 0x0E, 0x0F, 0x10}; int main (int argc, char **argv) { memset(data_buf, 0x00, sizeof data_buf); int status = MI_ERR; int numAtempt = 1; int fd = spi_init(dev_spi_bus, dev_spi_select, mode, bits, speed, delay); rfid_init(dev_spi_bus ,dev_spi_select , fd); flag = MI_GET_ID; while(1) { while(rfid_request(PICC_REQIDL, &card_rev_buf[0]) != MI_OK && numAtempt-- >= 0) { usleep(500); } if(rfid_anticoll(&card_rev_buf[2]) == MI_OK) { status = rfid_select(&card_rev_buf[2]); if(status != MI_ERR) { if(flag == MI_GET_ID) { printf("Card ID:%02x%02x%02x%02x\n", card_rev_buf[2], card_rev_buf[3],card_rev_buf[4], card_rev_buf[5]); } else if (flag == MI_READ) { memset(sector_key_a, 0xff, 256); memset(data_buf, 0x00, sizeof data_buf); status = rfid_auth_state(PICC_AUTHENT1A, addr, sector_key_a[addr/4], &card_rev_buf[2]); if(status == MI_OK) { status = rfid_read(addr, data_buf); if(status == MI_OK) { print_buff(data_buf, 16); } } else { printf("Error reading"); close(fd); exit(1); } } else if (flag == MI_WRITE) { memset(sector_key_a, 0xff, 256); if(addr == 0 || addr % 4 == 3) { close(fd); exit(1); } status = rfid_auth_state(PICC_AUTHENT1A, addr, sector_key_a[addr/4], &card_rev_buf[2]); if(status == MI_OK) { status = rfid_write(addr, data_buf); if(status != MI_OK) { printf("rfid write failure!\n"); close(fd); exit(1); } } else { printf("Error writing"); close(fd); exit(1); } } else { printf("Not implemented\n"); } status = rfid_halt(); if(status != MI_OK) { //printf ("rfid halt failure! [ERROR %d]\n", status); } } else { // printf("None\n"); } } else { // printf("None\n"); } } spi_exit(dev_spi_bus , dev_spi_select); return 0; } /* ----- End of main() ----- */

此外，spi接口的鐵電存儲器通信源碼位于：

07_SPI/fram.c

07_SPI/mb85rs64.c

07_SPI/mb85rs64.h

spi接口的讀寫通信源碼位于：

07_SPI/spidev_test.c

4. 注意事項

RC522主要為輔助SPI的API使用說明，對于此模塊的資料及使用說明請跳轉：

http://www.xxx.com（官網的模塊網址）