Linux下的SPI通信

SPI通信

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一. 1.SPI简介：

1. SPI 是一种高速，全双工，同步串行总线。

2. SPI 有主从俩种模式通常由一个主设备和一个或者多个从设备组从。SPI不支持多主机。

3. SPI通信至少需要四根线，分别是 MISO(主设备数据输入,从设备输出)，MOSI (主设数据输出从设备输入)，SCLK(时钟信号)，CS/SS (片选信号)。

4. 8位或16位数据帧格式

连接方式：

2.工作模式：

极性和相位
SPI 的极性(polarity)和相位 (phase)一般写为 CPOL和CPHA，即

CPOL(时钟极性):clock Polarity，CPHA(时钟相位) :Clock Phase

CPOL:表示时钟信号的初始电平状态。为 0表示时钟信号初始电平状态为低电平。为 1表示时钟信号初始电平状态为高电平。

CPHA:表示在第几个时钟跳变沿采样数据。为0表示在第一个时钟时钟跳变沿采样数据为1表示在第二个时钟跳变沿采样数据。

CPOL高/低--------CPHA高/低组成SPI的四种工作模式

二.SPI驱动框架图：

三.SPI的Device和Driver部分：

1.Devices部分使用设备树创建节点：

driver部分与设备树的匹配方式，需要先遍历设备树中是否有描述SPI设备的子节点，当发现节点信息是，会向内核中注册Device信息。

在注册Device时，会处理SPI的设备节点信息，判断必要的设备信息是否存在:

在遍历节点信息时，会判断设备树的节点信息中是否有Device speed和Device speed信息是否存在：否则spi_dev_put(spi);会释放刚添加的Device

        /* Device address */
        prop = of_get_property(nc, "reg", &len);
        if (!prop || len < sizeof(*prop)) {
   
            dev_err(&master->dev, "%s has no 'reg' property\n",
                nc->full_name);
            spi_dev_put(spi);
            continue;
        }
        spi->chip_select = be32_to_cpup(prop);

        /* Mode (clock phase/polarity/etc.) */
        if (of_find_property(nc, "spi-cpha", NULL))
            spi->mode |= SPI_CPHA;
        if (of_find_property(nc, "spi-cpol", NULL))
            spi->mode |= SPI_CPOL;
        if (of_find_property(nc, "spi-cs-high", NULL))
            spi->mode |= SPI_CS_HIGH;

        /* Device speed */
        prop = of_get_property(nc, "spi-max-frequency", &len);
        if (!prop || len < sizeof(*prop)) {
   
            dev_err(&master->dev, "%s has no 'spi-max-frequency' property\n",
                nc->full_name);
            spi_dev_put(spi);
            continue;
        }

所以在添加设备树节点时，需要添加必要的两个信息即为：片选地址和通信速度：

&spi0 {
   
    status = "okay";

    mcp2515:mcp2515@0{
   
        compatible = "my-mcp2515";
/*片选*/
        reg = <0>;
/*速度，不能超过50M*/
        spi-max-frequency = <24000000>;
    }
}

2.Driver部分：

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/spi/spi.h>

static int spi_driver_probe(struct spi_device *spi)
{
   
    printk("This is SPI driver probe\n");
    return 0;
}
static int spi_driver_remove(struct spi_device *spi){
   

    return 0;
}

static const struct of_device_id spi_driver_of_match_table[] = {
   
    {
   .compatible = "my-mcp2515"},
    {
   },
}

const struct spi_device_id spi_driver_id_table[] = {
   {
   "spi_driver"}, {
   }}

struct spi_driver spi_driver = {
   
    .driver = {
   
        .name = "spi_driver",
        .owner = THIS_MODULE,
        .of_match_table = spi_driver_of_match_table,
    },
    .probe = spi_driver_probe,
    .remove = spi_driver_remove,
    .id_table = spi_driver_id_table,
}

static int __init
spi_driver_init(void)
{
   

    int ret = 0;
    ret = spi_register_driver(&spi_driver);
    if (ret != 0)
    {
   
        printk(KERN_ERR "Failed to unregister spi driver\n");
    }
    return 0;
}

static void __exit spi_driver_exit(void)
{
   

    spi_unregister_driver(&spi_driver);
}

module_init(spi_driver_init);
module_exit(spi_driver_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

3.完善Driver部分，在probe中使用字符设备框架添加设备控制节点（如果不需要与应用层交换数据，也可以不添加设备控制节点）：

dev_t dev_num;
struct cdev mcp2515_cdev;
struct class *mcp2515_class;
struct device *mcp2515_device;
ssize_t mcp2515_read(struct file *file, char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)
{
   

    return 0;
}
ssize_t mcp2515_write(struct file