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rtthread 软件SPI驱动, 支持mode0~3,MSB,LSB

news 来源：原创 2025/8/23 6:21:47

rtthread的软件模拟SPI用的上层PIN驱动写，由于经过层层封装，时钟频率并不会太高，200MHz的MCU跑不到1MHz的时钟频率。所以最好是在底层就模拟好，给上层用。

头文件

struct io_poSOFT
{gpio_type *port;uint16_t pin;
};
typedef struct soft_spi_ios
{struct io_poSOFT cs;struct io_poSOFT clk;struct io_poSOFT mosi;struct io_poSOFT miso;
} soft_spi_ios_t;struct soft_spi_bus_ops;typedef struct soft_spi_bus
{struct soft_spi_ios *ios;uint8_t mode;uint32_t clktk;void (*delay_us)(uint8_t us);struct soft_spi_bus_ops *ops; // NOTE 先引用后声明的只能用指针
} soft_spi_bus_t;struct soft_spi_bus_ops
{uint8_t (*transfer)(soft_spi_bus_t *bus, uint8_t data);void (*send_then_send)(soft_spi_bus_t *bus, uint8_t *sbuf1, uint8_t slen1, uint8_t *sbuf2, uint8_t slen2);void (*send_then_receive)(soft_spi_bus_t *bus, uint8_t *sbuf, uint8_t slen, uint8_t *rbuf, uint8_t rlen);
};#define SOFT_SPI_CPHA (1 << 0)                          /* bit[0]:CPHA, clock phase */
#define SOFT_SPI_CPOL (1 << 1)                          /* bit[1]:CPOL, clock polarity */
#define SOFT_SPI_LSB (0 << 2)                           /* bit[2]: 0-LSB */
#define SOFT_SPI_MSB (1 << 2)                           /* bit[2]: 1-MSB */
#define SOFT_SPI_MODE_0 (0 | 0)                         /* CPOL = 0, CPHA = 0 */
#define SOFT_SPI_MODE_1 (0 | SOFT_SPI_CPHA)             /* CPOL = 0, CPHA = 1 */
#define SOFT_SPI_MODE_2 (SOFT_SPI_CPOL | 0)             /* CPOL = 1, CPHA = 0 */
#define SOFT_SPI_MODE_3 (SOFT_SPI_CPOL | SOFT_SPI_CPHA) /* CPOL = 1, CPHA = 1 */
void soft_spi_bus_init(struct soft_spi_bus *bus, struct soft_spi_ios *ios);
void soft_spi_bus_send_then_send(struct soft_spi_bus *bus, uint8_t *sbuf1, uint8_t slen1, uint8_t *sbuf2, uint8_t slen2);
void soft_spi_bus_send_then_receive(struct soft_spi_bus *bus, uint8_t *sbuf, uint8_t slen, uint8_t *rbuf, uint8_t rlen);

源文件

#define __io_set(x) gpio_bits_set(bus->ios->x.port, bus->ios->x.pin)
#define __io_reset(x) gpio_bits_reset(bus->ios->x.port, bus->ios->x.pin)
// #define __io_read(x) ((bus->ios->x.port->idt & bus->ios->x.pin) != 0)
#define __io_read(x) gpio_input_data_bit_read(bus->ios->x.port, bus->ios->x.pin)
#define __io_write(x, y) \if (y)               \__io_set(x);     \else                 \__io_reset(x)static rt_err_t soft_spi_configure(struct rt_spi_device *device,struct rt_spi_configuration *configuration)
{struct rt_spi_bus *spi_bus = (struct rt_spi_bus *)device->bus;struct soft_spi_bus *instance = (struct soft_spi_bus *)spi_bus->parent.user_data;// NOTE 2.5Mhzinstance->mode = configuration->mode;gpio_bits_write(instance->ios->clk.port, instance->ios->clk.pin, (instance->mode & SOFT_SPI_CPOL)); // 空闲电平return RT_EOK;
}void soft_spi_bus_init(struct soft_spi_bus *bus, struct soft_spi_ios *ios)
{gpio_init_type gpio_init_struct;gpio_init_struct.gpio_pins = ios->clk.pin;gpio_init_struct.gpio_mode = GPIO_MODE_OUTPUT;gpio_init_struct.gpio_out_type = GPIO_OUTPUT_PUSH_PULL;gpio_init_struct.gpio_drive_strength = GPIO_DRIVE_STRENGTH_MAXIMUM;gpio_init(ios->clk.port, &gpio_init_struct);gpio_init_struct.gpio_pins = ios->miso.pin;gpio_init_struct.gpio_mode = GPIO_MODE_INPUT;gpio_init_struct.gpio_pull = GPIO_PULL_NONE;gpio_init_struct.gpio_out_type = GPIO_OUTPUT_OPEN_DRAIN;gpio_init_struct.gpio_drive_strength = GPIO_DRIVE_STRENGTH_MAXIMUM;gpio_init(ios->miso.port, &gpio_init_struct);gpio_init_struct.gpio_pins = ios->mosi.pin;gpio_init_struct.gpio_mode = GPIO_MODE_OUTPUT;gpio_init_struct.gpio_out_type = GPIO_OUTPUT_PUSH_PULL;gpio_init_struct.gpio_drive_strength = GPIO_DRIVE_STRENGTH_MAXIMUM;gpio_init(ios->mosi.port, &gpio_init_struct);bus->ios = ios;// bus->delay_us = spi_delay;__io_write(clk, bus->mode & SOFT_SPI_CPOL); // 空闲电平
}static uint8_t soft_spi_transfer(struct soft_spi_bus *bus, uint8_t data)
{
#define __write_bit()                    \if (bus->mode & SOFT_SPI_MSB)        \{                                    \__io_write(mosi, (data & 0x80)); \data <<= 1;                      \}                                    \else                                 \{                                    \__io_write(mosi, (data & 0x01)); \data >>= 1;                      \}
#define __read_bit()                                      \if (__io_read(miso))                                  \{                                                     \data |= (bus->mode & SOFT_SPI_MSB) ? 0x01 : 0x80; \}for (int i = 0; i < 8; i++){/*** @brief* MODE CPOL    CPHA   CLK_IDL  MISO    MOSI* 0    0       0       0       RISING  FALLING* 1    0       1       0* 2    1       0       1* 3    1       1       1*/if (bus->mode & SOFT_SPI_CPHA){// NOTE CPHA=1, CPOL=X. first edge write, second edge read__io_write(clk, !(bus->mode & SOFT_SPI_CPOL));__write_bit();__NOP();// bus->delay_us(bus->clktk);__io_write(clk, (bus->mode & SOFT_SPI_CPOL));// bus->delay_us(bus->clktk);__NOP();__read_bit();}else{// NOTE CPHA=0, CPOL=X.  first edge read, second edge write__write_bit();__io_write(clk, !(bus->mode & SOFT_SPI_CPOL));__NOP();// bus->delay_us(bus->clktk);__read_bit();__io_write(clk, (bus->mode & SOFT_SPI_CPOL));__NOP();// bus->delay_us(bus->clktk);}}// LOG_D("input data = %04x\n",gpio_input_data_read(bus->ios->miso.port));LOG_D("output data = %04x\n", data);return data;
}static rt_uint32_t soft_spi_xfer(struct rt_spi_device *device, struct rt_spi_message *message)
{struct rt_spi_bus *at32_spi_bus = (struct rt_spi_bus *)device->bus;struct soft_spi_bus *bus = (struct soft_spi_bus *)at32_spi_bus->parent.user_data;struct io_poSOFT *cs = device->parent.user_data;rt_size_t message_length = 0, already_send_length = 0;rt_uint16_t send_length = 0;rt_uint8_t *recv_buf;const rt_uint8_t *send_buf;RT_ASSERT(device != NULL);RT_ASSERT(message != NULL);// rt_kprintf("device = %08x\n",device);/* take cs */if (message->cs_take){// NOTE 这个板子CS需要取反，否则是CS是低电平// gpio_bits_reset(cs->port, cs->pin);gpio_bits_set(cs->port, cs->pin);// LOG_D("spi take cs\n");}message_length = message->length;recv_buf = message->recv_buf;send_buf = message->send_buf;while (message_length){/* the HAL library use uint16 to save the data length */if (message_length > 65535){send_length = 65535;message_length = message_length - 65535;}else{send_length = message_length;message_length = 0;}/* calculate the start address */already_send_length = message->length - send_length - message_length;send_buf = (rt_uint8_t *)message->send_buf + already_send_length;recv_buf = (rt_uint8_t *)message->recv_buf + already_send_length;/* start once data exchange in dma mode */if (message->send_buf && message->recv_buf){for (uint8_t i = 0; i < send_length; i++){recv_buf[i] = soft_spi_transfer(bus, send_buf[i]);}}else if (message->send_buf){for (uint8_t i = 0; i < send_length; i++){LOG_D("****SEND****\n");LOG_D("soft spi send data:%02x\n", send_buf[i]);soft_spi_transfer(bus, send_buf[i]);}}else{memset((void *)recv_buf, 0xff, send_length);for (uint8_t i = 0; i < send_length; i++){LOG_D("****READ****\n");recv_buf[i] = soft_spi_transfer(bus, 0x00);LOG_D("soft spi read data:%02x\n", recv_buf[i]);}}}/* release cs */if (message->cs_release){gpio_bits_reset(cs->port, cs->pin);}return message->length;
}static struct rt_spi_ops at32_soft_spi_ops ={soft_spi_configure,soft_spi_xfer};int at_sf_spi_init(void)
{rt_err_t result;struct rt_spi_bus *rt_soft_spi_bus = RT_NULL;rt_soft_spi_bus = (struct rt_spi_bus *)rt_malloc(sizeof(struct rt_spi_bus));static soft_spi_bus_t soft_spi_bus = {.mode = SOFT_SPI_MODE_3 | SOFT_SPI_MSB};static soft_spi_ios_t soft_spi_bus_io ={.mosi = {GPIOB, GPIO_PINS_10},.miso = {GPIOA, GPIO_PINS_2},.clk = {GPIOA, GPIO_PINS_3},};soft_spi_bus_init(&soft_spi_bus, &soft_spi_bus_io);rt_soft_spi_bus->parent.user_data = &soft_spi_bus;result = rt_spi_bus_register(rt_soft_spi_bus, "sspi", &at32_soft_spi_ops);LOG_D("sspi init result:%d\n", result);return result;
}// INIT_BOARD_EXPORT(rt_soft_spi_init);
INIT_BOARD_EXPORT(at_sf_spi_init);

rtthread 软件SPI驱动, 支持mode0~3,MSB,LSB

rtthread的软件模拟SPI用的上层PIN驱动写，由于经过层层封装，时钟频率并不会太高，200MHz的MCU跑不到1MHz的时钟频率。所以最好是在底层就模拟好，给上层用。头文件 struct io_poSOFT {gpio_type *port;uint16_t pin; }; typedef …...

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编程日记 2025/8/20 22:54:57

Python项目打包指南：PyInstaller与SeleniumWire的兼容性挑战及解决方案

前言前段时间做一个内网开发的需求，要求将selenium程序打包成.exe放在内网的win7上运行，在掘金搜了一圈也没有发现相关文章，因此将过程中踩到的坑记录分享一下。本文涵盖了具体打包操作、不同模块和依赖项的兼容性解决方案，以…...

编程日记 2025/8/18 0:08:47

浅谈微信视频号推荐算法

这次可能会稍微有点干货，但保证不晦涩~ 一、算法推荐的本质：猜你喜欢 vs 社交绑架视频号的推荐系统本质上在做两件事： 预测你的兴趣：通过你的浏览、点赞、评论、分享等行为，分析你的偏好。满足社交需求&…...

编程日记 2025/8/21 12:17:34

selenium 常用方法

selenium 库的常用方法： 方法说明示例代码webdriver.Chrome()初始化 Chrome 浏览器实例。driver webdriver.Chrome()driver.get(url)访问指定的 URL 地址。driver.get("https://example.com")driver.find_element(By, value)查找第一个匹配的元素。elem…...

编程日记 2025/8/22 11:02:12

springboot中使用async实现异步编程

目录 1.说明 2.实现原理 3.示例 4.总结 1.说明 Async 是 Spring 框架提供的一个注解，用于标记方法为异步执行。被标记的方法将在调用时立即返回，而实际的方法执行将在单独的线程中进行。 Async 注解有一个可选属性：指定要使用的特定线程…...

编程日记 2025/8/22 11:12:40

【2024年蓝桥杯Java B组】省赛真题详细解析

【2024年蓝桥杯Java B组】省赛真题距离比赛仅剩5天，大多数省份可能完成3-4题即可拿到省奖，2025年想要拿到省奖，需要高效利用时间，重点突破关键知识点和题型。这里以【2024年蓝桥杯Java B组省赛真题】为例，梳理我们最后…...

编程日记 2025/8/18 0:05:02

SQL：DDL（数据定义语言）和DML（数据操作语言）

目录什么是SQL？ 1. DDL（Data Definition Language，数据定义语言） 2. DML（Data Manipulation Language，数据操作语言） DDL和DML的区别什么是SQL？ SQL（Structured …...

编程日记 2025/8/22 15:14:20

机器学习核心概念、算法分类与应用场景全解析

文章目录一、基础任务与算法分类1. 分类任务（监督学习）2. 回归任务（监督学习）3. 聚类任务（无监督学习） 二、关键流程与技术细节1. 数据预处理2. 特征工程3. 数据集划分与评估三、进阶技术1.深度学习2.强化…...

编程日记 2025/8/20 5:57:18

【leetcode】—416.分割等和子集

✏️ 关于专栏：专栏用于记录 LeetCode 中做题与总结文章目录分割等和子集▐ 题目描述▐ 题目示例▐ 题目提示▐ 思路&代码方法：动态规划分割等和子集 ▐ 题目描述题目链接：分割等和子集给你一个只包含正整数的非空数组 nums …...

编程日记 2025/8/18 0:12:42

jemeter 之mysql驱动问题

问题 java.sql.SQLException: No suitable driver found for jdbc:mysql 解决先把jar放到lib下检查 JMeter 的 Classpath 在 JMeter 中，JDBC 驱动需要手动添加到 Classpath 中。打开 JMeter 安装目录下的 bin/jmeter.properties 文件，找到 user.cla…...

编程日记 2025/8/22 8:36:00

隐私计算的崛起：数据安全的未来守护者

在信息技术（IT）的滚滚浪潮中，一种新兴技术正以惊人速度崭露头角——隐私计算（Privacy-Preserving Computation）。2025 年，随着数据泄露事件频发、全球隐私法规日益严格，以及企业对数据协作需求的…...

编程日记 2025/8/20 17:24:20

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