【STM32MP157A-DK1开发板试用连载】CM4使用SPI接口

STM32

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SPI接口ADC7608***采集

1. 介绍

本实验内容是在CM4内核中采用SPI接口完成ADC7608***采样。根据下图中端子定义所示，在GPIO扩展中提供了SPI5的所有接口。

ADC7608接口板和DK1扩展接口的对照表

序号	ADC7608	DK1
1	AD CONVERT	PF3/GPIO7
2	MISO	PF8/GPIO9
3	SCK	PF7/GPIO11
4	CS	PF6/GPIO8

2. 分配外设资源到CM4内核

通过修改设备数文件，将SPI5及相应GPIO引脚分配到CM4内核使用。如下分配中，CS的引脚没有使用硬件直接控制，使用了GPIO方式。所以下面的配置中SPI的引脚并没有分配CS的pin。这个主要目的是调试起来比较方便，将来在使用硬件CS也会比较顺理成章。

在pinctrl中增加

m4_spi5_pins: m4_spi5_pins {

pins1 {

pinmux = <STM32_PINMUX('F', 7,AF5)>, /* SPI5_SCK */

; /*SPI5_MOSI */

bias-disable;

drive-push-pull;

slew-rate = <1>;

};

pins2 {

pinmux = ; /* SPI5_MISO */

bias-disable;

};

m4_spi5_sleep_pins: m4_spi5_sleep_pins {

pins {

pinmux = , /* SPI5_SCK */

, /*SPI5_MISO */

; /*SPI5_MOSI */

};

m4_gpio_pins: m4_gpio_pins {

pins {

pinmux = , /* PF3 */

;

};

m4_gpio_sleep_pins: m4_gpio_sleep_pins {

pins {

pinmux = ,

;

};

禁用SPI5设备分配到A7，使能SPI5分配到CM4：

&spi5 {

pinctrl-names ="default", "sleep";

pinctrl-0 =<&spi5_pins_a>;

pinctrl-1 =<&spi5_sleep_pins_a>;

status ="disabled";

};

&m4_spi5 {

pinctrl-names ="default", "sleep";

pinctrl-0 =<&m4_spi5_pins>;

pinctrl-1 =<&m4_spi5_sleep_pins>;

status ="okay";

};

将GPIO引脚分配到CM4内核：

m4_gpio: m4_gpio {

compatible ="rproc-srm-dev";

pinctrl-names ="rproc_default", "rproc_sleep";

pinctrl-0 =<&m4_gpio_pins>;

pinctrl-1 =<&m4_gpio_sleep_pins>;

status = "okay";

};

重新编译设备树文件，并下载到线路板中，重启系统使资源分配生效。

3. 创建CM4端应用程序

本程序是在前一个测试《基于RPMSG的异构核信息交互》基础上增加而来的，因此程序的建立参见上一贴。

CM4程序在主循环中定时读取AD采样***，并将采样结果送给Linux应用程序。

3.1. 配置SPI5

双击工程下的ioc文件，等待一下会打开配置窗口，其实就是CubeMAX一样的东西。选中“pinout & Configuration”选项卡，单击“Connectivity”后选中SPI5，此时我们勾选Cortex-M4，模式选择为“Receive Only Master”，禁用“Hardware NSS Signal”。

CM4 SPI5的参数配置：

项目	配置
Frame Format	Motorola
Data Size	8 bits
First Bit	MSB First
Prescaler	16

其它参数保持默认状态就可以。

SPI5的IO功能引脚配置与默认不同，需要将SPI5_SCK调整为PF7 。

其它选项保持不变。

3.2. 其它GPIO配置

这里还需要AD转换和CS片选信号GPIO引脚需要配置，如下图所示，PF3和PF6配置为“Output PushPull”，分别作用于启动转换信号和片选信号。

其中PH7为板载橙色LED，用来作为CM4运行指示灯使用。初始化代码如下：

void gpio_init(void)

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;

GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;

GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;

GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_7;

HAL_GPIO_Init(GPIOH,&GPIO_InitStruct);

GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;

GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;

GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_3|GPIO_PIN_6;

HAL_GPIO_Init(GPIOF,&GPIO_InitStruct);

}

3.3. 实现ADC7608的操作函数

定义启动转换和片选引脚操作宏：

// adc cs

#define LCD_CS_HIGH() HAL_GPIO_WritePin(GPIOF, GPIO_PIN_6,GPIO_PIN_SET)

#define LCD_CS_LOW() HAL_GPIO_WritePin(GPIOF, GPIO_PIN_6,GPIO_PIN_RESET)

// adc conv

#define LCD_CV_HIGH() HAL_GPIO_WritePin(GPIOF, GPIO_PIN_3,GPIO_PIN_SET)

#define LCD_CV_LOW() HAL_GPIO_WritePin(GPIOF, GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_RESET)

实现启动转换函数：

/*******************************************************************************

* Function Name : adc_getdata

* Description : get 8 channel sample from adc

* Input : data: data buffer

* Output : None

* Return : None

*******************************************************************************/

void adc_startconv(void)

{

LCD_CV_LOW();

__asm("nop");

LCD_CV_HIGH();

__asm("nop");

}

这里加了好多的nop主要是为了延时一下。

实现***读取驱动：

/*******************************************************************************

* Function Name : adc_getdata

* Description : get 8 channel sample from adc

* Input : data: data buffer

* Output : None

* Return : None

*******************************************************************************/

void adc_getData(uint8_t *data)

{

LCD_CS_LOW();

HAL_SPI_Receive(&hspi5,data, 18, 100);

LCD_CS_HIGH();

}

3.4. 循环读取AD采样值

if(VU1SendFlag == SET)

{

count++;

if(count > 0x7ffff)

{

adc_startconv();

HAL_Delay(1);

adc_getData(exchange_data.buf);

count= 0;

exchange_data.check = 0;

exchange_data.length = 18;

exchange_data.code = 0x01;

//计算校验

for(i=0;i

{

exchange_data.check += exchange_data.buf;

}

filldata++;

memcpy(VirtUart1ChannelBuffTx,(void *)&exchange_data,sizeof(_EXCHANGE_DATA));

VIRT_UART_Transmit(&huart1,VirtUart1ChannelBuffTx, sizeof(_EXCHANGE_DATA));

}

4.  创建A7端应用程序
A7端的应用程序比较简单，主要功能是初始化RPMsg的tty通道，创建一个接收线程，等待CM4端程序发送的采样值***，并处理采样值和显示。
void* adc_thread(void *arg)
{
int ret, rc;
int32_t wsize;
_EXCHANGE_DATA ex_dat;
struct termios tiorpmsg;
//打开RPMsg的tty通道1用来获取***
mFdRpmsgData= open("/dev/ttyRPMSG1", O_RDWR | O_NOCTTY);
if (mFdRpmsgData < 0)
{
      printf("Error opening ttyRPMSG1, err=-%d
", errno);
      return (errno * -1);
}

while (1)
{
      wsize= read(mFdRpmsgData, &ex_dat, sizeof(ex_dat));
      if(wsize > 0)
      {
               uint16_t aDST_Buffer[9];
                  for(i=0;i<9;i++)
                  {
                     aDST_Buffer= ex_dat.buf[i*2];
                     aDST_Buffer<<= 8;
                     aDST_Buffer|= ex_dat.buf[i*2+1];
                  }
                  uint32_t s_data[8];
s_data[0]=((aDST_Buffer[0])<<2)|((aDST_Buffer[1]>>14)&0x0003);
s_data[1]=((aDST_Buffer[1]&0x3fff)<<4)|((aDST_Buffer[2]>>12)&0x000f);
s_data[2]=((aDST_Buffer[2]&0x0fff)<<6)|((aDST_Buffer[3]>>10)&0x003f);
s_data[3]=((aDST_Buffer[3]&0x03ff)<<8)|((aDST_Buffer[4]>>8)&0x00ff);
s_data[4]=((aDST_Buffer[4]&0x00ff)<<10)|((aDST_Buffer[5]>>6)&0x03ff);
s_data[5]=((aDST_Buffer[5]&0x003f)<<12)|((aDST_Buffer[6]>>4)&0x0fff);
s_data[6]=((aDST_Buffer[6]&0x000f)<<14)|((aDST_Buffer[7]>>2)&0x3fff);
s_data[7]=((aDST_Buffer[7]&0x0003)<<16)|( aDST_Buffer[8]&0xffff);
                  for(i=0;i<8;i++)
                  {
                     float f = (float)s_data * 10 / 131071;
            printf("channel_%d s= %04x v=%3.3f
",i,s_data,f);
      }
}
close(mFdRpmsgData);
}
5.  程序运行后的实际效果

   下图中，红色线连接的绿色板式ADC7608的采集板，连接到DK1上。

下图是启动后获取8通道ADC***和经过计算后的结果，我加入的是直流3.3v，实际显示***基本相当。

基于CM4的SPI接口测试已经完成。接下来会测试下在CM4上产生PWM信号。

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