以前の
外部高速ADC接続方法検討では複数SPIを同時に利用するためにDMA転送は必須と説明しましたが、厳密にいえば必須ではありません。HALライブラリを使用した場合には必須ですが、
アナログデバイセズのサイトの例をみて頂ければ分かる通り、HALライブラリを使用せずに直接SPIのレジスタ、バッファにアクセスすることで同時に複数のSPIをDMA転送を使用せずに通信することが可能です。
アナログデバイセズのサイトの各SolutionではSTM32F4を使用してコード例を記載していますが、STM32H7等ではレジスタ等が異なるため、そのまま適用できません。今回はSTM32H7等でHALライブラリを使用せずに直接SPIのレジスタ、バッファにアクセスする方法について紹介します。
SPI1をFull-Duplex Master、SPI2をRX-only Slaveとして、SPI1とSPI2を同時に使用する場合を紹介します。ADCのSDOラインが2つ以上ある場合はRX-only Slaveを増やして対応することが可能です。
■SPI初期化
初期化ではHALライブラリをそのまま使用します。設定のポイントとして、SPI1をマスタ、SPI2をスレーブとして設定する他にNSSを共にソフトウェアに設定する点です。
void MX_SPI1_Init(void)
{
hspi1.Instance = SPI1;
hspi1.Init.Mode = SPI_MODE_MASTER;
hspi1.Init.Direction = SPI_DIRECTION_2LINES;
hspi1.Init.DataSize = SPI_DATASIZE_8BIT;
hspi1.Init.CLKPolarity = SPI_POLARITY_LOW;
hspi1.Init.CLKPhase = SPI_PHASE_1EDGE;
hspi1.Init.NSS = SPI_NSS_SOFT;
hspi1.Init.BaudRatePrescaler = SPI_BAUDRATEPRESCALER_8;
hspi1.Init.FirstBit = SPI_FIRSTBIT_MSB;
hspi1.Init.TIMode = SPI_TIMODE_DISABLE;
hspi1.Init.CRCCalculation = SPI_CRCCALCULATION_DISABLE;
hspi1.Init.CRCPolynomial = 0x0;
hspi1.Init.NSSPMode = SPI_NSS_PULSE_DISABLE;
hspi1.Init.NSSPolarity = SPI_NSS_POLARITY_LOW;
hspi1.Init.FifoThreshold = SPI_FIFO_THRESHOLD_01DATA;
hspi1.Init.TxCRCInitializationPattern = SPI_CRC_INITIALIZATION_ALL_ZERO_PATTERN;
hspi1.Init.RxCRCInitializationPattern = SPI_CRC_INITIALIZATION_ALL_ZERO_PATTERN;
hspi1.Init.MasterSSIdleness = SPI_MASTER_SS_IDLENESS_00CYCLE;
hspi1.Init.MasterInterDataIdleness = SPI_MASTER_INTERDATA_IDLENESS_00CYCLE;
hspi1.Init.MasterReceiverAutoSusp = SPI_MASTER_RX_AUTOSUSP_DISABLE;
hspi1.Init.MasterKeepIOState = SPI_MASTER_KEEP_IO_STATE_DISABLE;
hspi1.Init.IOSwap = SPI_IO_SWAP_DISABLE;
if (HAL_SPI_Init(&hspi1) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
}
void MX_SPI2_Init(void)
{
hspi2.Instance = SPI2;
hspi2.Init.Mode = SPI_MODE_SLAVE;
hspi2.Init.Direction = SPI_DIRECTION_2LINES_RXONLY;
hspi2.Init.DataSize = SPI_DATASIZE_8BIT;
hspi2.Init.CLKPolarity = SPI_POLARITY_LOW;
hspi2.Init.CLKPhase = SPI_PHASE_1EDGE;
hspi2.Init.NSS = SPI_NSS_SOFT;
hspi2.Init.FirstBit = SPI_FIRSTBIT_MSB;
hspi2.Init.TIMode = SPI_TIMODE_DISABLE;
hspi2.Init.CRCCalculation = SPI_CRCCALCULATION_DISABLE;
hspi2.Init.CRCPolynomial = 0x0;
hspi2.Init.NSSPMode = SPI_NSS_PULSE_DISABLE;
hspi2.Init.NSSPolarity = SPI_NSS_POLARITY_LOW;
hspi2.Init.FifoThreshold = SPI_FIFO_THRESHOLD_01DATA;
hspi2.Init.TxCRCInitializationPattern = SPI_CRC_INITIALIZATION_ALL_ZERO_PATTERN;
hspi2.Init.RxCRCInitializationPattern = SPI_CRC_INITIALIZATION_ALL_ZERO_PATTERN;
hspi2.Init.MasterSSIdleness = SPI_MASTER_SS_IDLENESS_00CYCLE;
hspi2.Init.MasterInterDataIdleness = SPI_MASTER_INTERDATA_IDLENESS_00CYCLE;
hspi2.Init.MasterReceiverAutoSusp = SPI_MASTER_RX_AUTOSUSP_DISABLE;
hspi2.Init.MasterKeepIOState = SPI_MASTER_KEEP_IO_STATE_DISABLE;
hspi2.Init.IOSwap = SPI_IO_SWAP_DISABLE;
if (HAL_SPI_Init(&hspi2) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
}
■SPIの通信
SPIの通信部分ではHALライブラリを使用せずにレジスタ、バッファに直接アクセスすることで同時にSPIを使用することができます。
HAL_GPIO_WritePin(CS_Port,CS_Pin,0);
//今回は6バイトの送受信を行うため、サイズに6を設定します。
MODIFY_REG(SPI1_HANDLE.Instance->CR2, SPI_CR2_TSIZE, 6);
MODIFY_REG(SPI2_HANDLE.Instance->CR2, SPI_CR2_TSIZE, 6);
//SPI通信有効化
__HAL_SPI_ENABLE(&SPI1_HANDLE);
__HAL_SPI_ENABLE(&SPI2_HANDLE);
//SPIスタート、マスタのみ
SET_BIT(SPI1_HANDLE.Instance->CR1, SPI_CR1_CSTART);//Only Master
//送信バッファに送信データを格納。なお、FIFIOは最大16Byte
for(size_t spiIndex=0;spiIndex<6;spiIndex++)
{
*(__IO uint8_t *)&SPI1_HANDLE.Instance->TXDR = WriteData[0][spiIndex];
*(__IO uint8_t *)&SPI2_HANDLE.Instance->TXDR = 0x00;
}
//送信後、受信バッファに格納されるまで待機
while ((SPI1_HANDLE.Instance->SR & SPI_FLAG_EOT) == RESET);
//受信バッファの読み出し
for(size_t spiIndex=0;spiIndex<6;spiIndex++)
{
ReadData[0][spiIndex]=*(__IO uint8_t *)&SPI1_HANDLE.Instance->RXDR;
ReadData[1][spiIndex]=*(__IO uint8_t *)&SPI2_HANDLE.Instance->RXDR;
}
//各エラーフラグクリア
SPI1_HANDLE.Instance->IFCR=0xFFFFFFFF;
SPI2_HANDLE.Instance->IFCR=0xFFFFFFFF;
//SPI通信無効化
__HAL_SPI_DISABLE(&SPI1_HANDLE);
__HAL_SPI_DISABLE(&SPI2_HANDLE);
HAL_GPIO_WritePin(CS_Port,CS_Pin,1);
HALライブラリを使用せずに直接SPIのレジスタ、バッファにアクセスすることで同時に複数のSPI通信する方法を紹介しました。STM32F4シリーズ等では送信受信でバッファが共通のDRレジスタとなっていましたが、STM32H7シリーズ等では送受信で個別のバッファとなっています。
アナログデバイセズのサイトではADCの接続方法に限らず、様々なレポートが公開されており、非常に興味深いと思いました。
posted by Crescent at 00:00|
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