Android Things——SPI通信

1 SPI

1.1 概念

SPI是串行外设接口（Serial Peripheral Interface）的缩写，SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便。SPI的原理以及通信过程不是本文要研究的内容，如有兴趣可以自行查找资料。

1.2 特性

（1）SPI总线是一种同步的串行接口： SPI是属于串行通信的一种，这就意味着SPI依赖于共享的时钟信号来同步设备之间的数据传输。控制时钟信号的设备被称为Master。其它所有连接的外设被认为是Slaves。每个设备连接到同一组数据信号以形成总线。从理论上讲，SPI数据传输率是仅限于Master切换时钟信号的快慢。时钟速度通常在16MHz到25MHz范围。
  （2）SPI支持全双工数据传输：全双工数据传输意味着Master和Slave可以同时交换数据。为了支持全双工传输，总线必须提供下列单独的信号，使得SPI最少四线接口：

Master出Slave入（MOSI）；
  Mater入Slave出（MISO）；
  共享时钟信号（CLK）；
  共同的接地参考（GND）；

（3）SPI支持同一总线连接多个从设备
  在SPI通信中，Slave设备采用硬件寻址方式。每个Slave都需要外部芯片选择信号，来让Master定位特定的设备作为数据传输的目标。如果仅仅使用一个Slave这个信号就不必须。

SPI引脚图：

2 Android Things

2.1 概念

Android Things是谷歌发布的一套帮助开发者在安卓端开发嵌入式设备的开发工具。 Android Things将通信底层过程封装为应用层可以调用的API方法，大大简化了Android平台下开发嵌入式设备的过程。

2.2 特性

（1）单一自启动APP，通常设备会只运行单一的程序，即开发者的APP会自动启动，系统APP不会呈现出来。
  （2）显示可选，设备可以没有屏幕，通过按钮、触摸、LED灯、语音或其他形式与用户交互。
  （3）提供了通过I/O驱动外设的接口，让开发者可以与传感器和执行器进行通讯交互，支持GPIO、PWM、I2C、SPI和UART。
  （4）用户驱动API，用户驱动继承Android Framework Services，允许APP将硬件事件注入到Framework中，使得其他APP可以使用标准的Android API访问。
  （5）物联网云，通过Google物联网云平台，开发者可以方便且安全的连接、管理数百万计遍布全球的设备，并从中获取数据。Google物联网云平台和一些其他的Google服务，提供了包括数据采集、处理分析和可视化物联网数据的完整解决方案。
  Android Things架构图：
  

3 Android SPI开发

Android SPI这里指的是调用Android Things的API开发程序。值得注意的是Java中也有一套简称为SPI的机制，全名为Service Provider Interface，Java中的SPI是为某个接口寻找服务的机制，有点类似IOC的思想，将装配的控制权移交给ServiceLoader。与本文所说的SPI完全是两个概念。

3.1 申请权限

使用 Android Things进行开发时需要在Androidmanifest.xml添加如下权限。

<uses-permission android:name="com.google.android.things.permission.USE_PERIPHERAL_IO" />

3.2 添加依赖