文章目录
- 1- 使能imx6ull开发板SPI驱动
- 2- 回环测试imx6ull开发板物理连接
- 3- 编程SPI回环测试
- 4- 代码重难点分析
- （1）spi_device结构体
- （2）spi_ioc_transfer结构体
- （3）ioctl函数
对于SIP不了解的可以参考这篇文章：SPI协议介绍
1- 使能imx6ull开发板SPI驱动
想要使能40pin扩展口的SPI1的话，需要修改开发板上的DTOverlay配置文件，添加该管脚对SPI1的支持，具体修改具体方法为修改 eMMC 启动介质的 boot 分区下的 config.txt 文件，将dtoverlay_spi1的选项修改为yes，然后重启应用就可以了。
root@igkboard:~# vi /run/media/mmcblk1p1/config.txt
# Enable SPI overlay, SPI1 conflict with UART8(NB-IoT/4G module)
dtoverlay_spi1=yes
系统启动时将会自动加载 SPI 协议驱动。查看/dev下是否存在spi设备节点，已验证spi驱动是否加载。
root@igkboard:~# ls -l /dev/spidev0.0
crw------- 1 root root 153, 0 Mar 4 05:56 /dev/spidev0.0
2- 回环测试imx6ull开发板物理连接
我们可以看见开发板上的40pin扩展口上：
GPIO03_IO27 -----> ECSPI1_MOSI
GPIO03_IO28 -----> ECSPI1_MISO
回环测试，找到IGKBoard的SPI1的MISO和MOSI管脚，使用杜邦线或跳线帽短接即可，如下图所
3- 编程SPI回环测试
源码：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <linux/spi/spidev.h>
typedef struct spi_ctx_s
{
int fd;
char dev[64];
uint8_t bits;
uint16_t delay;
uint32_t mode;
uint32_t speed;
}spi_ctx_t;
static int spi_init(spi_ctx_t *spi_ctx);/*设备初始化函数*/
static int spi_transmit_receive(spi_ctx_t *spi_ctx, uint8_t const *tx, uint8_t const *rx,size_t len);
int main(int argc, char* argv[])
{
char *input_tx = "Hello.I am WangDengtao.";//默认发送的数据
char *spi_dev = "/dev/spidev0.0";//默认设备的位置
uint32_t spi_speed = 500000;//默认速率500k
spi_ctx_t spi_ctx;
char rx_buf[60];
if(2 != argc)
{
printf("This is the procedure of spi loopback test.\n");
printf("Please input %s /dev/spidev***.\n", argv[0]);
return 0;
}
memset(&spi_ctx, 0, sizeof(spi_ctx));
strncpy(spi_ctx.dev, spi_dev, sizeof(spi_ctx.dev));//将设备地址拷贝到结构体中，方便初始化调用
spi_ctx.bits = 8;//数据长度
spi_ctx.delay = 100;//两个spi_ioc_transfer之间的延时，微秒
/*
#define SPI_MODE_0 (0|0) //模式0
#define SPI_MODE_1 (0|SPI_CPHA) //模式1
#define SPI_MODE_2 (SPI_CPOL|0) //模式2
#define SPI_MODE_3 (SPI_CPOL|SPI_CPHA) //模式3
*/
spi_ctx.mode = SPI_MODE_2;//设置spi模式
spi_ctx.speed = spi_speed;///通讯速率
if(spi_init(&spi_ctx) < 0)
{
printf("spi_init error\n");
return -1;
}
printf("SPI %s [fd=%d] init successfully\n",spi_ctx.dev, spi_ctx.fd);
if(spi_transmit_receive(&spi_ctx, input_tx, rx_buf, strlen(input_tx)) < 0)
{
printf("spi_transmit_receive error\n");
return -2;
}
/*打印 tx_buf 和 rx_buf*/
printf("tx_buf: | %s |\n", input_tx);
printf("rx_buf: | %s |\n", rx_buf);
return 0;
}
/*数据收发函数*/
static int spi_transmit_receive(spi_ctx_t *spi_ctx, uint8_t const *tx, uint8_t const *rx,size_t len)
{
/*应用程序空间需要从spi设备传输数据时候每组数据元素就是 struct spi_ioc_transfer 结构体类型*/
struct spi_ioc_transfer tr = {
.tx_buf = (unsigned long)tx,
.rx_buf = (unsigned long)rx,
.len = len,
.delay_usecs = spi_ctx->delay,
.speed_hz = spi_ctx->speed,
.bits_per_word = spi_ctx->bits,
};
if(ioctl(spi_ctx->fd, SPI_IOC_MESSAGE(1), &tr) < 0)
{
printf("SPI transmit and receive error: %s\n", strerror(errno));
return -1;
}
return 0;
}
/*设备初始化函数*/
int spi_init(spi_ctx_t *spi_ctx)
{
int ret;
spi_ctx->fd = open(spi_ctx->dev, O_RDWR);
if(spi_ctx->fd < 0)
{
printf("Open %s error:%s\n", spi_ctx -> dev, strerror(errno));
return -1;
}
/*设置spi接收和发送的工作模式*/
ret = ioctl(spi_ctx->fd, SPI_IOC_RD_MODE, &spi_ctx->mode);
if(ret < 0)
{
printf("SPI set SPI_IOC_RD_MODE [0x%x] error:%s\n", spi_ctx->mode, strerror(errno));
goto CleanUp;
}
ret = ioctl(spi_ctx->fd, SPI_IOC_WR_MODE, &spi_ctx->mode);
if(ret < 0)
{
printf("SPI set SPI_IOC_WR_MODE [0x%x] error:%s\n", spi_ctx->mode, strerror(errno));
goto CleanUp;
}
/*设置spi通信接收和发送的字长*/
ret = ioctl(spi_ctx->fd, SPI_IOC_RD_BITS_PER_WORD, &spi_ctx->bits);
if(ret < 0)
{
printf("SPI set SPI_IOC_RD_BITS_PER_WORD [%d] error:%s\n",spi_ctx->bits, strerror(errno));
goto CleanUp;
}
ret = ioctl(spi_ctx->fd, SPI_IOC_WR_BITS_PER_WORD, &spi_ctx->bits);
if(ret < 0)
{
printf("SPI set SPI_IOC_WR_BITS_PER_WORD [%d] error:%s\n",spi_ctx->bits, strerror(errno));
goto CleanUp;
}
/*设置最高工作频率*/
ret = ioctl(spi_ctx->fd, SPI_IOC_WR_MAX_SPEED_HZ, &spi_ctx->speed);
if(ret == -1)
{
printf("SPI set SPI_IOC_WR_MAX_SPEED_HZ [%d] error:%s\n", spi_ctx->speed, strerror(errno));
goto CleanUp;
}
ret = ioctl(spi_ctx->fd, SPI_IOC_RD_MAX_SPEED_HZ, &spi_ctx->speed);
if(ret == -1)
{
printf("SPI set SPI_IOC_RD_MAX_SPEED_HZ [%d] error:%s\n", spi_ctx->speed, strerror(errno));
goto CleanUp;
}
printf("spi mode: 0x%x\n", spi_ctx->mode);
printf("bits per word: %d\n", spi_ctx->bits);
printf("max speed: %d KHz\n", spi_ctx->speed /1000);
return spi_ctx->fd;
CleanUp:
close(spi_ctx->fd);
return -1;
}
makefile：
CC=arm-linux-gnueabihf-gcc
APP_NAME=spi_test
all:clean
@${CC} ${APP_NAME}.c -o ${APP_NAME}
clean:
@rm -f ${APP_NAME}
tftp不了解的小伙伴可以参考这篇文章：wpa_supplicant无线网络配置imx6ull以及搭建tftp服务器
tftp服务器下载到开发板运行：
root@igkboard:~# tftp -gr spi_test 192.168.10.168
root@igkboard:~# chmod a+x spi_test
root@igkboard:~# ./spi_test /dev/spidev0.0
spi mode: 0x4
bits per word: 8
max speed: 500 KHz
SPI /dev/spidev0.0 [fd=3] init successfully
tx_buf: | Hello.I am WangDengtao. |
rx_buf: | Hello.I am WangDengtao. |
4- 代码重难点分析
（1）spi_device结构体
虽然用户空间不需要直接用到spi_device结构体，但是这个结构体和用户空间的程序有密切的关系，理解它的成员有助于理解SPI设备节点的IOCTL命令，所以首先来介绍它。
在我们的代码中，我们就使用到了：
spi_ctx.mode = SPI_MODE_2;//设置spi模式
//设置读写的工作模式
ioctl(spi_ctx->fd, SPI_IOC_RD_MODE, &spi_ctx->mode);
ioctl(spi_ctx->fd, SPI_IOC_WR_MODE, &spi_ctx->mode);
SPI_MODE_2是设置spi模式为第二种模式，在开头推荐的第一篇文章中有讲到。
在内核中，每个spi_device代表一个物理的SPI设备：
struct spi_device {
structdevice dev;
structspi_master *master;
u32 max_speed_hz; /* 通信时钟最大频率 */
u8 chip_select; /* 片选号 */
u8 mode; /*SPI设备的模式，下面的宏是它各bit的含义 */
#define SPI_CPHA 0x01 /* 采样的时钟相位 */
#define SPI_CPOL 0x02 /* 时钟信号起始相位：高或者是低电平*/
#define SPI_MODE_0 (0|0)
#define SPI_MODE_1 (0|SPI_CPHA)
#define SPI_MODE_2 (SPI_CPOL|0)
#define SPI_MODE_3 (SPI_CPOL|SPI_CPHA)
#define SPI_CS_HIGH 0x04 /* 为1时片选的有效信号是高电平*/
#define SPI_LSB_FIRST 0x08 /* 发送时低比特在前 */
#define SPI_3WIRE 0x10 /* 输入输出信号使用同一根信号线 */
#define SPI_LOOP 0x20 /* 回环模式 */
u8 bits_per_word; /* 每个通信字的字长（比特数） */
int irq; /*使用到的中断 */
void *controller_state;
void *controller_data;
char modalias[32]; /* 设备驱动的名字*/
};
（2）spi_ioc_transfer结构体
应用程序空间需要从spi设备传输数据时候，每组数据元素就是 struct spi_ioc_transfer 结构体类型，该结构体定义如下：
struct spi_ioc_transfer {
__u64 tx_buf; //发送数据缓存
__u64 rx_buf; //接收数据缓存
__u32 len; //数据长度
__u32 speed_hz; //通讯速率
__u16 delay_usecs; //两个spi_ioc_transfer之间的延时，微秒
__u8 bits_per_word; //数据长度
__u8 cs_change; //取消选中片选
__u8 tx_nbits; //单次数据宽度(多数据线模式)
__u8 rx_nbits; //单次数据宽度(多数据线模式)
__u8 word_delay_usecs;
__u8 pad;
/* If the contents of 'struct spi_ioc_transfer' ever change
* incompatibly, then the ioctl number (currently 0) must change;
* ioctls with constant size fields get a bit more in the way of
* error checking than ones (like this) where that field varies.
*
* NOTE: struct layout is the same in 64bit and 32bit userspace.
*/
};
（3）ioctl函数
在编写应用程序时还需要使用ioctl函数设置spi相关配置，其函数原型如下：
#include <sys/ioctl.h>
int ioctl(int fd, unsigned long request, ...);
其中对于SPI设备request的值常用的有以下几种：
当然，如果要使用上述的参数的话，需要头文件#include <linux/spi/spidev.h>
