linux下gpio模拟spi三线时序

前言

本笔记总结linux下使用gpio模拟spi时序的方法，基于arm64架构的一个SOC，linux内核版本为linux5.10.xxx，以驱动三线spi(时钟线sclk，片选cs，sdata数据读和写使用同一个数据线进行分时复用做半双工，笔记中使用mosi作为读写的数据线进行配置)的hmc704x为例；

一、配置内容

设备树配置

1.在芯片的引脚模式寄存器中配置 cs ,sclk , mosi ,miso为 gpio模式；
2.在spi控制器下添加pinctrl-x = 引脚引用，对引脚的模式进行生效
；
3.在spi控制器的节点下添加spi从设备节点，并定义cs，sclk，mosi，miso的gpio属性：
spics = <引用>;
spiclk = <引用>;
spimiso = <引用>;
spimosi = <引用>;

二、驱动代码实现

1、gpio请求

int spics_gpio = 0;
int spiclk_gpio = 0;
int spimiso_gpio = 0;
int spimosi_gpio = 0;
void  xxx_probe(xxxx)
{

      spics_gpio = of_get_named_gpio(spi->dev.of_node,"spics",0);
       if(spics_gpio<0){
               printk("faild to request gpio!\n");
       }
       gpio_request(spics_gpio,NULL);
    gpio_direction_output(spics_gpio,0);


   spiclk_gpio = of_get_named_gpio(spi->dev.of_node,"spiclk",0);
       if(spics_gpio<0){
               printk("faild to request gpio!\n");
       }
       printk("get GPIO%d\n",spiclk_gpio);
    gpio_request(spiclk_gpio,NULL);
       gpio_direction_output(spiclk_gpio,0);

spimiso_gpio = of_get_named_gpio(spi->dev.of_node,"spimiso",0);
if(spimiso_gpio<0){
	printk("faild to request gpio!\n");
}
gpio_request(spimiso_gpio,NULL);
   gpio_direction_output(spimiso_gpio,0);

spimosi_gpio = of_get_named_gpio(spi->dev.of_node,"spimosi",0);
       if(spimosi_gpio<0){
               printk("faild to request gpio!\n");
       }
gpio_request(spimosi_gpio,NULL);
   gpio_direction_output(spimosi_gpio,0);
}

2、读写函数实现
读写时序

读函数

#define HMC7044_WRITE		(0 << 15)
#define HMC7044_READ		(1 << 15)
#define HMC7044_CNT(x)		(((x) - 1) << 13)
#define HMC7044_ADDR(x)		((x) & 0xFFF)

static int xxx_read(
			unsigned int reg,
			unsigned int *val)
{
	u16 cmd,i;
        u32 data,datatemp;
	uint8_t tempvalue = 0;
        cmd = HMC7044_READ | HMC7044_CNT(1) | HMC7044_ADDR(reg);
        data = cmd; 

        gpio_direction_output(spimosi_gpio,0);
        gpio_set_value(spics_gpio,1);
        gpio_set_value(spiclk_gpio,0);
        gpio_set_value(spimosi_gpio,0);
        udelay(5);
        gpio_set_value(spics_gpio,0);
        for(i=0;i<16;i++)
        {
                gpio_set_value(spiclk_gpio,0);
                datatemp = ((data>>(15-i)) & 0x1);
                if(datatemp>0) gpio_set_value(spimosi_gpio,1);
                else gpio_set_value(spimosi_gpio,0);
                udelay(5);
                gpio_set_value(spiclk_gpio,1);
                udelay(5);
        }
	gpio_direction_input(spimosi_gpio);
        for(i=0;i<8;i++)
	{
		gpio_set_value(spiclk_gpio,0);
		udelay(5);
		tempvalue<<=1;
		gpio_set_value(spiclk_gpio,1);
		if(gpio_get_value(spimosi_gpio))
		{
			tempvalue++;
		}
		udelay(5);
	}

        gpio_set_value(spics_gpio,1);
        *val = tempvalue;
	return 0;
}

写函数

static int xxx_write(
			 unsigned int reg,
			 unsigned int val)
{ 
        u16 cmd,i;
        u32 data,datatemp;
	cmd = HMC7044_WRITE | HMC7044_CNT(1) | HMC7044_ADDR(reg);
        data = (cmd << 8) | (val & 0xFF);
        
	gpio_direction_output(spimosi_gpio,0);
	gpio_set_value(spics_gpio,1); 
	gpio_set_value(spiclk_gpio,0);
	gpio_set_value(spimosi_gpio,0);
	udelay(5);
	gpio_set_value(spics_gpio,0);
	
	for(i=0;i<24;i++)
	{
		gpio_set_value(spiclk_gpio,0);
		datatemp = ((data>>(23-i)) & 0x1);
		if(datatemp>0) gpio_set_value(spimosi_gpio,1); 
                else gpio_set_value(spimosi_gpio,0);
		udelay(5);
		gpio_set_value(spiclk_gpio,1);
		udelay(5);
	}
	gpio_set_value(spics_gpio,1);

        return 0;
}

三、总结

具体的芯片读写协议不一样，按具体spi时序协议做相应修改即可；