SPI 驱动

[English]

概述

SPI（Serial Peripheral Interface）串行外设接口是一种同步串行通信协议，广泛用于微控制器与各种外设之间的高速数据传输。BK7239N 支持多个 SPI 通道，提供灵活的串行通信解决方案。

功能描述

多通道支持：支持多个 SPI 通道同时工作
多种模式：支持 SPI 模式 0-3，适应不同外设需求
位宽配置：支持 8-32 位数据位宽
线制支持：支持标准 4 线制和 3 线制 SPI
时钟配置：支持多种时钟频率设置
位序配置：支持 MSB 和 LSB 位序
中断支持：支持接收/发送完成中断
DMA 支持：支持 DMA 传输，减少 CPU 负载
同步/异步：支持同步和异步数据传输
全双工传输：支持全双工数据传输

开发指引

初始化流程 - 调用 bk_spi_driver_init() 初始化 SPI 驱动 - 配置 SPI 参数（模式、位宽、线制、时钟频率等） - 调用 bk_spi_init() 初始化具体 SPI 通道 - 根据需要配置中断和 DMA
基本使用 - 使用 bk_spi_transmit() 进行同步收发 - 使用 bk_spi_write() 和 bk_spi_read() 进行异步传输 - 使用 bk_spi_duplex_transfer() 进行全双工传输
DMA 使用 - 配置 DMA 通道 - 使用 DMA 进行大数据量传输 - 处理 DMA 传输完成中断
中断处理 - 注册接收/发送完成中断回调 - 在中断中处理传输状态 - 根据需要启用/禁用中断

注意事项

确保在调用其他 SPI API 前先调用 bk_spi_driver_init()
SPI 模式设置需要与从设备保持一致
时钟频率设置需要考虑信号完整性
使用中断模式时注意中断优先级设置
DMA 传输时注意内存对齐和缓存一致性
注意 SPI 信号线的电气特性和时序要求

API 说明

主要 API 函数：

bk_spi_driver_init() - 初始化 SPI 驱动
bk_spi_driver_deinit() - 反初始化 SPI 驱动
bk_spi_init() - 初始化 SPI 通道
bk_spi_deinit() - 反初始化 SPI 通道
bk_spi_set_mode() - 设置 SPI 模式
bk_spi_set_bit_width() - 设置位宽
bk_spi_set_wire_mode() - 设置线制
bk_spi_set_baud_rate() - 设置波特率
bk_spi_set_bit_order() - 设置位序
bk_spi_enable_rx_interrupt() - 启用接收中断
bk_spi_disable_rx_interrupt() - 禁用接收中断
bk_spi_enable_tx_interrupt() - 启用发送中断
bk_spi_disable_tx_interrupt() - 禁用发送中断
bk_spi_register_rx_isr() - 注册接收中断服务函数
bk_spi_register_tx_isr() - 注册发送中断服务函数
bk_spi_transmit() - 同步传输
bk_spi_write() - 异步写入
bk_spi_read() - 异步读取
bk_spi_duplex_transfer() - 全双工传输
bk_spi_dma_read() - DMA 读取
bk_spi_dma_write() - DMA 写入
bk_spi_dma_transmit() - DMA 传输

示例代码

基本使用示例：

#include <driver/spi.h>

void spi_example(void)
{
    spi_config_t config = {
        .mode = SPI_MODE_0,
        .bit_width = SPI_BIT_WIDTH_8,
        .wire_mode = SPI_4WIRE_MODE,
        .baud_rate = 1000000,
        .bit_order = SPI_MSB_FIRST
    };

    // 初始化 SPI 驱动
    bk_spi_driver_init();

    // 初始化 SPI0
    bk_spi_init(SPI_ID_0, &config);

    // 同步传输
    uint8_t tx_data[] = {0x9F, 0x00};
    uint8_t rx_data[2];
    bk_spi_transmit(SPI_ID_0, tx_data, sizeof(tx_data), rx_data, sizeof(rx_data));

    printf("SPI Response: 0x%02X 0x%02X\n", rx_data[0], rx_data[1]);
}

异步传输示例：

static void spi_rx_callback(spi_id_t id, void *param)
{
    printf("SPI RX Complete\n");
}

static void spi_tx_callback(spi_id_t id, void *param)
{
    printf("SPI TX Complete\n");
}

void spi_async_example(void)
{
    // 注册中断回调
    bk_spi_register_rx_isr(SPI_ID_0, spi_rx_callback, NULL);
    bk_spi_register_tx_isr(SPI_ID_0, spi_tx_callback, NULL);

    // 启用中断
    bk_spi_enable_rx_interrupt(SPI_ID_0);
    bk_spi_enable_tx_interrupt(SPI_ID_0);

    // 异步写入
    uint8_t tx_data[] = {0x9F, 0x00};
    bk_spi_write(SPI_ID_0, tx_data, sizeof(tx_data));

    // 异步读取
    uint8_t rx_data[2];
    bk_spi_read(SPI_ID_0, rx_data, sizeof(rx_data));
}

DMA 传输示例：

void spi_dma_example(void)
{
    uint8_t tx_buffer[1024];
    uint8_t rx_buffer[1024];

    // 准备发送数据
    for (int i = 0; i < 1024; i++) {
        tx_buffer[i] = i & 0xFF;
    }

    // DMA 传输
    bk_spi_dma_transmit(SPI_ID_0, tx_buffer, rx_buffer, 1024);

    // 处理接收到的数据
    printf("DMA Transfer Complete\n");
}

全双工传输示例：

void spi_duplex_example(void)
{
    uint8_t tx_data[] = {0x9F, 0x00, 0x00, 0x00};
    uint8_t rx_data[4];

    // 全双工传输
    bk_spi_duplex_transfer(SPI_ID_0, tx_data, rx_data, 4);

    printf("Duplex Transfer: ");
    for (int i = 0; i < 4; i++) {
        printf("0x%02X ", rx_data[i]);
    }
    printf("\n");
}

常见问题

收发错位：校验 CPOL/CPHA 是否与外设一致
读不到数据：确认片选时序、线制配置与外设规格匹配，必要时降低波特率测试
DMA 传输失败：检查内存对齐、缓存一致性、DMA 通道配置
中断未触发：确认中断注册和启用，检查中断优先级设置

实战示例

同步收发一体

spi_config_t cfg = { /* 填充模式/线制/位序/波特率 */ };
bk_spi_init(SPI_ID_0, &cfg);
uint8_t tx[2] = {0x9F, 0x00}, rx[2] = {0};
bk_spi_transmit(SPI_ID_0, tx, sizeof(tx), rx, sizeof(rx)); // 读取器件ID

常见错误码说明

BK_ERR_SPI_NOT_INIT：未调用 bk_spi_driver_init()
BK_ERR_SPI_INVALID_ID：SPI 通道 ID 非法或不支持
BK_ERR_SPI_ID_NOT_INIT：未对通道调用 bk_spi_init()