【linux开发-驱动】SPI驱动开发相关

一、什么是SPI

SPI 全称是 SerialPerripheral Interface,也就是串行外围设备接口,SPI 以主从方式工作,通常是有一个主设备和一个或多个从设备,一般 SPI 需要4 根线,但是也可以使用三根线(单向传输)。

①CS/SS,Slave Select/Chip Select,这个是片选信号线,用于选择需要进行通信的从设备。

②SCK,Serial Clock,串行时钟,和 I2C 的 SCL 一样,为 SPI 通信提供时钟。

③MOSI/SDO,Master Out Slave In/Serial Data Output,简称主出从入信号线,这根数据线只能用于主机向从机发送数据,也就是主机输出,从机输入。

④MISO/SDI,Master In Slave Out/Serial Data Input,简称主入从出信号线,这根数据线只能用户从机向主机发送数据,也就是主机输入,从机输出。

SPI有四种工作模式,过串行时钟极性(CPOL)和相位(CPHA)的搭配来得到四种工作模式:

①、CPOL=0,串行时钟空闲状态为低电平。

②、CPOL=1,串行时钟空闲状态为高电平,此时可以通过配置时钟相位(CPHA)来选择具体的传输协议。

③、CPHA=0,串行时钟的第一个跳变沿(上升沿或下降沿)采集数据。

④、CPHA=1,串行时钟的第二个跳变沿(上升沿或下降沿)采集数据。

二、linux下的SPI驱动框架

在 Linux 内核当中,与 I2C 总线框架一样,SPI 总线框架(也可以叫做 SPI 子系统)也可以分为三个部分:

1、SPI核心层:提供了核心数据结构的定义、SPI 控制器驱动和设备驱动的注册、注销、管理等 API。

2、SPI控制器驱动层:为系统中的 SPI 总线实现相应的读写方法。

3、SPI设备驱动层:SPI 从设备对应的驱动程序,比如一些 SPI 接口的芯片器件对应的驱动程序。

三、SPI设备驱动编写流程

3.1SPI设备信息描述

1、IO 的 pinctrl 子节点创建与修改

修改前检查相应的IO有没有被其他设备所使用。

2、SPI设备节点的创建于修改

采用设备树方式的情况下,SPI 从机设备信息描述就通过创建相应的设备子节点来完成,我们可以打开 stm32mp157d-atk.dts 这个设备树文件,然后在里边创建一个 SPI 从机设备节点,描述该设备的相关信息,我们后面再创建。

3.2SPI从机设备数据收发处理流程

SPI 设备驱动的核心是 spi_driver,当我们向 Linux 内核注册成功 spi_driver 以后就可以使用 SPI 核心层提供的 API 函数来对设备进行读写操作了。

重点代码部分(代码参看正点原子资料):

1、spi_transfer结构体,用于描述SPI传输信息。

2、spi_message结构体,spi_message 初始化完成以后需要将 spi_transfer 添加到 spi_message 队列中

spi_message 准备好以后就可以进行数据传输了。

正式编写步骤:

1、在 stm32mp15-pinctrl.dtsi 里面搜索一下,找到SPI1 接口引脚配置进行修改。

2、编写对应传感器的驱动,也设计到SPI相应的驱动,SPI驱动最终是通过读写传感器的寄存器实现的。

3、编写测试程序进行验证

4、测试时,需要使能SPI控制器,可以通过 Linux 内核图形化配置界面。

→ Device Drivers

→ SPI support (SPI [=y])

→<*> STMicroelectronics STM32 SPI controller//编译进内核

重新编译设备树和内核,运行以下命令进行编译:

bash 复制代码
make dtbs uImage LOADADDR=0XC2000040 -j8

5、修改Makefile文件,编译驱动程序。成功后会生成一个.ko文件

6、将生成的驱动文件和测试软件放在rootfs/lib/modules/5.3.41 目录中,重启开发板,进入到目录 lib/modules/5.3.41 中。

测试是否接受到数据。

参考:正点原子视频资料

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