LoRaWAN_stack移植笔记(三)__SPI

stm32相关的配置

由于例程使用的主控芯片为STM32L151C8T6,而在本设计中使用的主控芯片为STM32L051C8T6，内核不一样，并且Cube库相关的函数接口及配置也会有不同，所以芯片的驱动所以做修改。

SPI 的配置

SPI使用的是STM32的硬件接口-SPI1 MOSI MISO
可以看到例程中，对SPI接口进行了再一层的封装，封装如下：

/*!
 * SPI driver structure definition
 */
struct Spi_s
{
    SPI_HandleTypeDef Spi;
    Gpio_t Mosi;
    Gpio_t Miso;
    Gpio_t Sclk;
    Gpio_t Nss;
};

其中：

	SPI_HandleTypeDef Spi;

是原先的STM32Cube库的封装，在此基础上，将SPI的引脚也封装进了自定义的Spi_s结构体中。这样，查看结构体就可以看到SPI的所有情况。

SPI 初始化配置

初始化的函数体如下：

void SpiInit( Spi_t *obj, PinNames mosi, PinNames miso, PinNames sclk, PinNames nss )
{
    __HAL_RCC_SPI1_FORCE_RESET( );
    __HAL_RCC_SPI1_RELEASE_RESET( );

    __HAL_RCC_SPI1_CLK_ENABLE( );

    obj->Spi.Instance = ( SPI_TypeDef *) SPI1_BASE;

    GpioInit( &obj->Mosi, mosi, PIN_ALTERNATE_FCT, PIN_PUSH_PULL, PIN_PULL_DOWN, GPIO_AF0_SPI1 );
    GpioInit( &obj->Miso, miso, PIN_ALTERNATE_FCT, PIN_PUSH_PULL, PIN_PULL_DOWN, GPIO_AF0_SPI1 );
    GpioInit( &obj->Sclk, sclk, PIN_ALTERNATE_FCT, PIN_PUSH_PULL, PIN_PULL_DOWN, GPIO_AF0_SPI1 );

    if( nss != NC )
    {
        GpioInit( &obj->Nss, nss, PIN_ALTERNATE_FCT, PIN_PUSH_PULL, PIN_PULL_UP, GPIO_AF0_SPI1 );
    }
    else
    {
        obj->Spi.Init.NSS = SPI_NSS_SOFT;
			  GpioInit( &SX1276.Spi.Nss, RADIO_NSS, PIN_OUTPUT, PIN_PUSH_PULL, PIN_PULL_UP, 1 );
    }

    if( nss == NC )
    {
        SpiFormat( obj, SPI_DATASIZE_8BIT, SPI_POLARITY_LOW, SPI_PHASE_1EDGE, 0 );
    }
    else
    {
        SpiFormat( obj, SPI_DATASIZE_8BIT, SPI_POLARITY_LOW, SPI_PHASE_1EDGE, 1 );
    }
		obj->Spi.Init.BaudRatePrescaler = SPI_BAUDRATEPRESCALER_8;

    HAL_SPI_Init( &obj->Spi );
}
``` c
SPI的初始化函数是这样被调用的：
``` c
SpiInit( &SX1276.Spi, RADIO_MOSI, RADIO_MISO,RADIO_SCLK, NC );

//初始化函数的原型
void SpiInit( Spi_t *obj, PinNames mosi, PinNames miso, PinNames sclk, PinNames nss );

其中引脚定义是这样的

#define RADIO_MOSI                                PA_7
#define RADIO_MISO                                PA_6
#define RADIO_SCLK                                PA_5
#define RADIO_NSS                                 PA_4

可以看到SPI的MOSI/MISO/SCLK脚都有看到，但是NSS脚看到，而是传了NC。

这是为什么呢？
可以看到程序里面有段话

if( nss != NC )
{
    GpioInit( &obj->Nss, nss, PIN_ALTERNATE_FCT, PIN_PUSH_PULL, PIN_PULL_UP, GPIO_AF0_SPI1 );
}
else
{
    obj->Spi.Init.NSS = SPI_NSS_SOFT;
	GpioInit( &SX1276.Spi.Nss, RADIO_NSS, PIN_OUTPUT, PIN_PUSH_PULL, PIN_PULL_UP, 1 );
}

其意思就是设置为NC就配置NSS 为软件控制，即NSS脚只做片选使用，x像GPIO一样控制他拉高拉低就可以控制片选的使能与否了。

还有一处，设置SPI的工作频率的

SpiFrequency( obj, 10000000 );

void SpiFrequency( Spi_t *obj, uint32_t hz )
{
    uint32_t divisor;

    divisor = SystemCoreClock / hz;

    // Find the nearest power-of-2
    divisor = divisor > 0 ? divisor-1 : 0;
    divisor |= divisor >> 1;
    divisor |= divisor >> 2;
    divisor |= divisor >> 4;
    divisor |= divisor >> 8;
    divisor |= divisor >> 16;
    divisor++;

    divisor = __ffs( divisor ) - 1;

    divisor = ( divisor > 0x07 ) ? 0x07 : divisor;

    obj->Spi.Init.BaudRatePrescaler = divisor << 3;
}

由于__ffs这个函数只有Cotex-M3以上内核才能调用，但是通过计算可知若传参为10000000,__ffs这个函数的返回值为0x03,所以可得obj->Spi.Init.BaudRatePrescaler = 8，即SPI_BAUDRATEPRESCALER_8
因为

#define SPI_BAUDRATEPRESCALER_8         ((uint32_t)SPI_CR1_BR_1)
#define SPI_CR1_BR_1                (0x2U << SPI_CR1_BR_Pos)                   
#define SPI_CR1_BR_Pos              (3U)   

所以此处设置Spi.Init.BaudRatePrescaler = SPI_BAUDRATEPRESCALER_8;
最后再调用

HAL_SPI_Init( &obj->Spi );

至此，SPI的初始化就完成了。

SPI 读写

接下来就是SPI的读写操作了，由于都是使用的Cube库，对寄存器的命名并没有什么不同，直接保留例程中的代码就可以了。

//获取SPI的标志位状态
FlagStatus SpiGetFlag( Spi_t *obj, uint16_t flag )
{
    FlagStatus bitstatus = RESET;

    // Check the status of the specified SPI flag
    if( ( obj->Spi.Instance->SR & flag ) != ( uint16_t )RESET )
    {
        // SPI_I2S_FLAG is set
        bitstatus = SET;
    }
    else
    {
        // SPI_I2S_FLAG is reset
        bitstatus = RESET;
    }
    // Return the SPI_I2S_FLAG status
    return  bitstatus;
}

//SPI读写
uint16_t SpiInOut( Spi_t *obj, uint16_t outData )
{
    uint8_t rxData = 0;

    if( ( obj == NULL ) || ( obj->Spi.Instance ) == NULL )
    {
        assert_param( FAIL );
    }

    __HAL_SPI_ENABLE( &obj->Spi );

    while( SpiGetFlag( obj, SPI_FLAG_TXE ) == RESET );
    obj->Spi.Instance->DR = ( uint16_t ) ( outData & 0xFF );

    while( SpiGetFlag( obj, SPI_FLAG_RXNE ) == RESET );
    rxData = ( uint16_t ) obj->Spi.Instance->DR;

    return( rxData );
}

在使用上，需要注意NSS引脚的操作，在进行读写前进行使能，读写完毕之后失能。程序如下图所示：

//SPI写
void SX1276WriteBuffer( uint8_t addr, uint8_t *buffer, uint8_t size )
{
    uint8_t i;

    //NSS = 0;
    GpioWrite( &SX1276.Spi.Nss, 0 );

    SpiInOut( &SX1276.Spi, addr | 0x80 );
    for( i = 0; i < size; i++ )
    {
        SpiInOut( &SX1276.Spi, buffer[i] );
    }

    //NSS = 1;
    GpioWrite( &SX1276.Spi.Nss, 1 );
}

//SPI读
void SX1276ReadBuffer( uint8_t addr, uint8_t *buffer, uint8_t size )
{
    uint8_t i;

    //NSS = 0;
    GpioWrite( &SX1276.Spi.Nss, 0 );

    SpiInOut( &SX1276.Spi, addr & 0x7F );

    for( i = 0; i < size; i++ )
    {
        buffer[i] = SpiInOut( &SX1276.Spi, 0 );
    }

    //NSS = 1;
    GpioWrite( &SX1276.Spi.Nss, 1 );
}

至此，LoRaWAN例程中的SPI的移植就完成了。