嵌入式开发基础学习笔记（pwm spi）

SPI（串行外设接口）是一种高速、全双工、同步的串行通信总线。I.MX6U 自带的 SPI 外设被称为 ECSPI (Enhanced Configurable Serial Peripheral Interface)。

A. SPI 通信基础

物理连接 ：
- SCLK (Serial Clock)：时钟信号线，由主机产生。
- MOSI (Master Out Slave In)：主机发送，从机接收。
- MISO (Master In Slave Out)：主机接收，从机发送。
- CS/SS (Chip Select)：片选信号，低电平有效，用于选择从机。
通信特性 ：
- 全双工：数据发送和接收同时进行。
- MSB 先行：高位在前，低位在后。
- 四种模式 ：由 CPOL (时钟极性) 和 CPHA (时钟相位) 决定。
  - CPOL：空闲时 SCLK 的电平（0=低电平，1=高电平）。
  - CPHA：采样时刻（0=第一个跳变沿，1=第二个跳变沿）。

B. I.MX6U ECSPI 寄存器配置

I.MX6U 的 ECSPI 支持主/从模式，本次实验通常使用 主模式。

寄存器	关键位域	说明
CONREG	BURST_LENGTH	突发传输长度 (bit31:20)，设置传输位数。
	PRE_DIVIDER / POST_DIVIDER	两步分频设置，ECSPI 时钟源通常为 60MHz。
	CHANNEL_MODE	通道模式，设置为主模式 (1) 或从模式 (0)。
	EN	SPI 使能位。
CONFIGREG	SCLK_POL / SCLK_PHA	设置时钟极性和相位，对应 CPOL 和 CPHA。
STATREG	TC / RF / TF	状态标志位：传输完成、接收 FIFO 空、发送 FIFO 满。
TXDATA/RXDATA	-	发送和接收数据寄存器。写入 TXDATA 启动传输，读取 RXDATA 获取数据。

C. 驱动流程 (以 ADXL345 为例)

IO 初始化：将引脚复用为 ECSPI 功能（如 MOSI, MISO, SCLK），片选引脚通常配置为 GPIO 输出。
时钟配置：使能 ECSPI 时钟 (CCM)。
寄存器配置 ：
- 复位控制器。
- 设置为 主模式 ，配置 CPOL 和 CPHA（ADXL345 通常为模式 3，即 CPOL=1, CPHA=1）。
- 设置分频值（例如 60MHz 分频为 1MHz-5MHz 供传感器使用）。
- 设置突发长度（通常为 8 或 16 位）。
数据收发 ：
- 拉低片选 (CS)。
- 向 TXDATA 写入数据，同时从 RXDATA 读取数据（全双工）。
- 拉高片选 (CS)。

PWM（脉冲宽度调制）本质上是通过数字手段模拟模拟信号的一种技术，常用于控制电机速度、灯光亮度（背光）等。

A. 核心概念

频率 (Frequency)：1 秒内信号开关的次数。频率越高，人眼或设备越感觉不到闪烁。
占空比 (Duty Cycle) ：一个周期内，高电平时间与总周期时间的比例。
- 0%：完全关闭。
- 50%：一半时间开启。
- 100%：完全开启。
原理：通过调节占空比，改变负载上的平均电压，从而控制亮度或速度。

B. I.MX6U PWM 寄存器配置

I.MX6U 的 PWM 外设结构包含一个 16 位自增计数器和一个 4x16 的 FIFO 队列。

表格

寄存器	关键位域	说明
PWMCR	CLKSRC	时钟源选择，通常选择 `ipg_clk` (66MHz)。
	PRESCALER	分频值 (0-4095)，用于降低计数频率。
	REPEAT	FIFO 重复计数设置，决定 FIFO 中每个数据使用多少次。
	EN	PWM 使能位。
PWMPR	-	周期寄存器。决定 PWM 频率。公式： FPWM=FPCLK/(PWMPR+2)FPWM=FPCLK/(PWMPR+2) 。
PWMSR	FE (FIFO Empty)	状态寄存器。FE 位为 1 表示 FIFO 空，通常用此位触发中断。
PWMSAR	-	采样寄存器。写入该寄存器的值即为比较值，决定了占空比。

C. 驱动流程 (以 LCD 背光调节为例)

IO 初始化：将 GPIO 引脚（如 GPIO1_IO08）复用为 PWM1_OUT 功能。
时钟配置：使能 PWM 模块时钟。
寄存器配置 ：
- 设置频率 ：通过 PWMPR 寄存器设置 PWM 频率（例如 1KHz，人眼不易察觉闪烁）。
- 设置时钟与分频 ：在 PWMCR 中选择时钟源（ipg_clk）和分频系数。
- 设置 FIFO ：配置 REPEAT 位
- 设置占空比 ：
  - 计算公式： CompareValue=Period×DutyRatioCompareValue=Period×DutyRatio 。
  - 将计算出的比较值写入 PWMSAR 寄存器。
- 中断处理 (可选) ：
  - 当 FIFO 数据用完时会产生中断（FE 标志置位）。
  - 在中断服务函数中重新向 PWMSAR 写入新的占空比值，以实现动态调节。
- D. 应用场景
- LCD 背光控制：通过按键改变 PWM 占空比，实现屏幕亮度的明暗变化。
- 电机调速：调节占空比控制电机转速