Renesas MCU之SCI_SPI接口驱动LCD

news2024/11/18 6:42:35

目录

概述

1 软硬件介绍

1.1 软件版本信息

1.2 ST7796-LCD

1.3 MCU IO与LCD PIN对应关系

2 FSP配置项目

2.1 配置项目参数

2.2 生成项目框架

3 代码实现 

3.1 SPI的库函数

3.1.1 R_SCI_SPI_Open()

3.1.2  R_SCI_SPI_Read()

3.1.3  R_SCI_SPI_Write()

3.2 应用函数接口

3.2.1 SPI初始化函数

3.2.2  读数据接口

3.2.3 写数据接口

3.2.4 回调函数

3.2.5 SPI应用程序源代码 

3.3 LCD驱动程序实现

3.3.1 驱动代码

3.3.2 测试代码实现

4 测试结果

概述

本文主要介绍使用Renesas MCU之SPI读写数据功能，包括硬件资源介绍,FSP配置项目的方法，还介绍了SCI_SPI的接口函数，笔者使用一款SPI接口类型的LCD作为Device，使用SCI_SPI接口驱动该LCD,还编写测试函数验证其功能。

1 软硬件介绍

1.1 软件版本信息

软硬件信息版本信息
Renesas MCUR7FA4M2AD3C
KeilMDK ARM 5.38
FSP 版本5.3.0
调试工具：st-linkST-LINK/V2-1

 注意：

在Keil MDK中可以更改FSP的版本，方法如下

1.2 ST7796-LCD

LCD的PIN引脚功能介绍

序号模块引脚引脚说明
1VCC屏电源正
2GND屏电源地
3LCD_CS液晶屏片选控制信号，低电平有效
4LCD_RST液晶屏复位控制信号，低电平复位
5LCD_RS液晶屏命令/数据选择控制信号

高电平：数据，低电平：命令

6SDI(MOSI)SPI总线写数据信号（SD卡和液晶屏共用）
7SCKSPI总线时钟信号（SD卡和液晶屏共用）
8LED液晶屏背光控制信号（如需要控制，请接引脚，如不需要控制，可以不接）
9SDO(MISO)SPI总线读数据信号（SD卡和液晶屏共用）
10CTP_SCL电容触摸屏IIC总线时钟信号（无触摸屏的模块不需连接）
11CTP_RST电容触摸屏复位控制信号，低电平复位（无触摸屏的模块不需连接）
12CTP_SDA电容触摸屏IIC总线数据信号（无触摸屏的模块不需连接）
13CTP_INT电容触摸屏IIC总线触摸中断信号，产生触摸时，输入低电平到主控（无触摸屏的模块不需连接）
14SD_CSSD卡片选控制信号，低电平有效（不使用SD卡功能，可不接）

实体LCD Port对应关系如下图所示

1.3 MCU IO与LCD PIN对应关系

RA4M2 PIN引脚LCD PIN引脚
BSP_IO_PORT_01_PIN_01MOSI
BSP_IO_PORT_01_PIN_00MISO
BSP_IO_PORT_01_PIN_02SCK
BSP_IO_PORT_01_PIN_05CS
BSP_IO_PORT_01_PIN_06RST
BSP_IO_PORT_01_PIN_03RS

2 FSP配置项目

2.1 配置项目参数

1）配置系统工作时钟，笔者的开发板使用的外部晶振为12M Hz

2) 在Pins面板上使能SCI0配置，选择IO口如下

 3）在stack面板上创建SPI模块

 4）配置SPI的相关参数

2.2 生成项目框架

 完成参数配置之后，就可以生成项目框架，点击Generate project就可以生成项目代码，使用Keil打开项目，其结构如下：

3 代码实现 

3.1 SPI的库函数

3.1.1 R_SCI_SPI_Open()

函数原型：


fsp_err_t R_SCI_SPI_Open( spi_ctrl_t * 	p_api_ctrl,
                              spi_cfg_t const *const 	p_cfg )

函数功能： 初始化SPI通信模式

该函数的主要任务如下:

1）执行参数检查和处理错误条件。
2）开启SCI通道时钟。
3）使用默认值和用户可配置选项初始化相关的寄存器。
4）提供与其他API函数一起使用的通道句柄。

参数介绍：

p_api_ctrlPointer to the control structure.
p_cfg

Pointer to a configuration structure.

返回值：
FSP_SUCCESSChannel initialized successfully.
FSP_ERR_ASSERTIONAn input parameter is invalid or NULL.
FSP_ERR_ALREADY_OPENThe instance has already been opened.
FSP_ERR_IP_CHANNEL_NOT_PRESENTThe channel number is invalid.

3.1.2  R_SCI_SPI_Read()

函数原型：

fsp_err_t R_SCI_SPI_Read	(	spi_ctrl_t *const 	p_api_ctrl,
                                void * 	p_dest,
                                uint32_t const 	length,
                                spi_bit_width_t const 	bit_width )

函数功能：从SPI设备接收数据。

该函数的主要任务如下:

1）执行参数检查和处理错误条件。
2）使发射机。
3）使接收机。
4）启用中断。
5）通过向TXD寄存器写入数据来启动数据传输。
6）从接收缓冲区接收数据发生完全中断，并将数据复制到目标缓冲区。
7）通过接收缓冲区完全中断和发送虚拟数据完成数据接收。
8）禁用发射机。
9）禁用接收机。
10）禁用中断。

参数介绍：

p_api_ctrlPointer to the control structure.
p_destPointer to the destination buffer.
lengthThe number of bytes to transfer.
bit_widthInvalid for SCI_SPI (Set to SPI_BIT_WIDTH_8_BITS).
返回值介绍： 
FSP_SUCCESSRead operation successfully completed.
FSP_ERR_ASSERTIONOne of the following invalid parameters passed:
  • Pointer p_api_ctrl is NULL
  • Bit width is not 8 bits
  • Length is equal to 0
  • Pointer to destination is NULL
FSP_ERR_NOT_OPENThe channel has not been opened. Open the channel first.
FSP_ERR_UNSUPPORTEDThe given bit_width is not supported.
FSP_ERR_IN_USEA transfer is already in progress.

3.1.3  R_SCI_SPI_Write()

函数原型：


fsp_err_t R_SCI_SPI_Write	(	spi_ctrl_t *const 	p_api_ctrl,
                                void const * 	p_src,
                                uint32_t const 	length,
                                spi_bit_width_t const 	bit_width )

函数功能：将数据传输到SPI设备

该函数的主要任务如下:

1）执行参数检查和处理错误条件。
2）使发射机。
3）启用中断。
4）开始数据传输与数据通过传输缓冲区空中断。
5）从源缓冲区复制数据到SPI数据寄存器进行传输。
6）通过传输缓冲区空中断完成数据传输。
7）禁用发射机。
8）禁用接收机。
9）禁用中断。

参数介绍

p_api_ctrlPointer to the control structure.
p_srcPointer to the source buffer.
lengthThe number of bytes to transfer.
bit_widthInvalid for SCI_SPI (Set to SPI_BIT_WIDTH_8_BITS).
返回值
FSP_SUCCESSWrite operation successfully completed.
FSP_ERR_ASSERTIONOne of the following invalid parameters passed:
  • Pointer p_api_ctrl is NULL
  • Pointer to source is NULL
  • Length is equal to 0
  • Bit width is not equal to 8 bits
FSP_ERR_NOT_OPENThe channel has not been opened. Open the channel first.
FSP_ERR_UNSUPPORTEDThe given bit_width is not supported.
FSP_ERR_IN_USEA transfer is already in progress.

3.2 应用函数接口

3.2.1 SPI初始化函数

代码第25行：调用R_SCI_SPI_Open函数初始化SPI接口

3.2.2  读数据接口

代码第48行：调用R_SCI_SPI_Read接口读取数据

代码第50行：等待数据读取完成

3.2.3 写数据接口

代码第37行：调用R_SCI_SPI_Write接口写数据

代码第39行：等待写数据完成

3.2.4 回调函数

代码第14行：检测传输数据事件

代码第15行：数据传输完成，传输数据控制字置位

3.2.5 SPI应用程序源代码 

 /*
 FILE NAME  :  bsp_spi.c
 Description:  generate pwm by timer
 Author     :  tangmingfei2013@126.com
 Date       :  2024/06/03
 */
 
#include "bsp_spi.h" 
#include "hal_data.h"

static volatile bool g_transfer_complete = false;
void g_spi0_callback (spi_callback_args_t * p_args)
{
    if (SPI_EVENT_TRANSFER_COMPLETE == p_args->event)
    {
        g_transfer_complete = true;
    }
}

void sci_spi_basic_init (void)
{
    fsp_err_t err = FSP_SUCCESS;
    
    /* Initialize the SPI module. */
    err = R_SCI_SPI_Open(&g_spi0_ctrl, &g_spi0_cfg);
    /* Handle any errors. This function should be defined by the user. */
    assert(FSP_SUCCESS == err);
}

void hal_spi_writebyte( uint8_t byte )
{
    fsp_err_t err = FSP_SUCCESS;
    uint8_t buff[1];
    
    g_transfer_complete = false;
    buff[0] = byte;
    err = R_SCI_SPI_Write(&g_spi0_ctrl, buff, 1, SPI_BIT_WIDTH_8_BITS);
    assert(FSP_SUCCESS == err);
    while (false == g_transfer_complete);
}

uint8_t hal_spi_readbyte(void)
{
    fsp_err_t err = FSP_SUCCESS;
    uint8_t buff[1];
    
    g_transfer_complete = false;
    err =  R_SCI_SPI_Read( &g_spi0_ctrl, buff, 1, SPI_BIT_WIDTH_8_BITS);
    assert(FSP_SUCCESS == err);
    while (false == g_transfer_complete);
    
    return  buff[0];
}
 


/* End of this file */

3.3 LCD驱动程序实现

3.3.1 驱动代码

LCD的驱动代码在改文章中已经实现：

使用SPI驱动串行LCD的驱动实现(STM32F4)_spi+lcd-CSDN博客

这里只需修改SPI相关的接口即可，和LCD相关的代码不需要修改，直接引用。

修改和MCU相关的底代码：

1）SPI接口代码。这里需要编写读写数据函数，其函数原型如下：

 源代码：

void SPI_WriteByte(uint8_t byte)
{
    hal_spi_writebyte(byte);
} 

uint8_t SPI_ReadByte(void)
{
    return hal_spi_readbyte();
}

2）其他IO库配置

源代码：

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include "bsp_spi.h" 
#include "hal_data.h"


#define LCD_CS_CLR      R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_01_PIN_05, BSP_IO_LEVEL_LOW)
#define LCD_CS_SET      R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_01_PIN_05, BSP_IO_LEVEL_HIGH)

#define LCD_RST_CLR     R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_01_PIN_06, BSP_IO_LEVEL_LOW)
#define LCD_RST_SET     R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_01_PIN_06, BSP_IO_LEVEL_HIGH)

#define LCD_RS_CLR      R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_01_PIN_03, BSP_IO_LEVEL_LOW)
#define LCD_RS_SET      R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_01_PIN_03, BSP_IO_LEVEL_HIGH)

3.3.2 测试代码实现

代码第341行：初始化SPI接口

代码第343行：初始化LCD

 源代码：

void disp_init(void)
{
    sci_spi_basic_init();
    /*You code here*/
    LCD_Init();

    LCD_direction(0);
    LCD_Clear(GREEN);
}

编写一个改变屏幕颜色变化的测试函数

void lcd_test( void )
{
   uint16_t color_list[6]= {BRRED, BLUE, MAGENTA, RED, YELLOW, GREEN};
   static int index = 0;
   
   LCD_Clear( color_list[index] );
   index++;
   R_BSP_SoftwareDelay( 1, BSP_DELAY_UNITS_SECONDS);
   if( index > 6 )
      index = 0;
}

4 测试结果

1）改变屏幕的颜色：粉色

2）改变屏幕的颜色：蓝色

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