RT-Thread : 添加SPI Flash设备和文件系统

文章目录

      • 添加spi核心代码
      • stm32f10x_spi_bus.c
      • 启动文件系统

关键字:rtthread spi flash,文件系统
RTT版本:4.0.1

随着RTT版本不断的更新,RTT已经支持越来越多的组件了,spi当然也不例外。spi子系统的核心部分已经实现好了,我们只需要添加和硬件相关的部分即可。如果不熟悉可以在其他bsp下查找相关的驱动,模仿即可。

添加spi核心代码

RT-Thread : 添加SPI Flash设备和文件系统_第1张图片
由于我用的是GD25Q16,所以可以直接使用w25qxx的驱动。

需要在rtconfig中打开RT_USING_SPI。

在这里插入图片描述
从w25qxx_init中可以看出需要绑定一个spi device,所以我们需要注册一个spi device。

spi device需要绑定一个spi bus/总线,所以我们需要先注册一个spi 总线。spi总线的注册比较简单,spi_core.c里提供了一个注册接口rt_spi_bus_register。

rt_err_t rt_spi_bus_register(struct rt_spi_bus *bus, const char *name, const struct rt_spi_ops *ops);

  • bus 是我们要初始化的spi 总线,需要定义为全局的。
  • name 是spi 总线的名字。
  • ops 是一个struct rt_spi_ops的变量,这个比较重要,它是配置spi和收发spi的接口。

我们这里先看一下struct rt_spi_ops的结构:

struct rt_spi_ops
{
    rt_err_t (*configure)(struct rt_spi_device *device, struct rt_spi_configuration *configuration);
    rt_uint32_t (*xfer)(struct rt_spi_device *device, struct rt_spi_message *message);
};

configure里的参数configuration的结构:

struct rt_spi_configuration
{
    rt_uint8_t mode;
    rt_uint8_t data_width;
    rt_uint16_t reserved;

    rt_uint32_t max_hz;
};

可以看出,configure是用来设备spi的模式和位宽、频率的。
另外一个函数xfer,从名字就可以看出来是spi的收发接口。xfer是transfer的缩写。
由于设置spi需要知道是哪一个spi,所以可以将这个保存在rt_spi_device的user_data中。在xfer中需要使能相应的spi设备,所以可以将片选Io也保存到user_data中。

struct stm32_spi {
    SPI_TypeDef * spi;
    int cs_pin;
};

我们完成configure和xfer就可以注册bus了,代码就贴在最后了。

总线注册完就可以注册具体的spi设备,注册spi设备主要的功能是将设备加入总线中,而具体的设备实际上就是代表哪个CS pin/片选脚。rtt中判定总线的接口是rt_spi_bus_attach_device,我们将具体的spi和cs pin保存在user_data中。

板子的64pin的,spi cs pin是PA4,所以cs_pin为20,不要选错了。

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

stm32f10x_spi_bus.c


#include 
#include "stm32f10x_spi_bus.h"
#include 
#include 
#include 

#ifdef RT_USING_SPI

#define SPI1_DEV1_CS_PIN        20

struct stm32_spi {
    SPI_TypeDef * spi;
    int cs_pin;
};

static struct rt_spi_bus spi1_bus;
static struct stm32_spi spi1_1;
static struct rt_spi_device spi1_dev1;




rt_inline uint16_t get_spi_BaudRatePrescaler(rt_uint32_t max_hz)
{
    uint16_t SPI_BaudRatePrescaler;

    /* STM32F10x SPI MAX 18Mhz */
    if(max_hz >= SystemCoreClock/2 && SystemCoreClock/2 <= 36000000)
    {
        SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_2;
    }
    else if(max_hz >= SystemCoreClock/4)
    {
        SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_4;
    }
    else if(max_hz >= SystemCoreClock/8)
    {
        SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_8;
    }
    else if(max_hz >= SystemCoreClock/16)
    {
        SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_16;
    }
    else if(max_hz >= SystemCoreClock/32)
    {
        SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_32;
    }
    else if(max_hz >= SystemCoreClock/64)
    {
        SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_64;
    }
    else if(max_hz >= SystemCoreClock/128)
    {
        SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_128;
    }
    else
    {
        /* min prescaler 256 */
        SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_256;
    }

    return SPI_BaudRatePrescaler;
}

//    rt_err_t (*configure)(struct rt_spi_device *device, struct rt_spi_configuration *configuration);
static rt_err_t stm32f10x_spi_cfg(struct rt_spi_device *device, struct rt_spi_configuration *configuration)
{
    struct stm32_spi *spi;
    SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure;

    SPI_StructInit(&SPI_InitStructure);
    
    spi = device->parent.user_data;
//    rt_kprintf("spi : %x, cs : %d\n", spi->spi, spi->cs_pin);
    /* data_width */
    if(device->config.data_width <= 8)
        SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;
    else if(device->config.data_width <= 16)
        SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_16b;
    else
        return -RT_EIO;

    /* baudrate */
    SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = get_spi_BaudRatePrescaler(configuration->max_hz);
    /* CPOL */
    if(device->config.mode & RT_SPI_CPOL)
        SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High;
    else
        SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low;

    /* CPHA */
    if(device->config.mode & RT_SPI_CPHA)
        SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;
    else
        SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_1Edge;

    /* MSB or LSB */
    if(device->config.mode & RT_SPI_MSB)
        SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;
    else
        SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_LSB;

    SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;
    SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;
    SPI_InitStructure.SPI_NSS  = SPI_NSS_Soft;

    /* init SPI */
    SPI_I2S_DeInit(spi->spi);
    SPI_Init(spi->spi, &SPI_InitStructure);
    /* Enable SPI_MASTER */
    SPI_Cmd(spi->spi, ENABLE);
    SPI_CalculateCRC(spi->spi, DISABLE);
    return RT_EOK;
}


//    rt_uint32_t (*xfer)(struct rt_spi_device *device, struct rt_spi_message *message);
static rt_uint32_t stm3210x_spi_xfer(struct rt_spi_device *device, struct rt_spi_message *message)
{
    struct stm32_spi *spi;
    rt_uint32_t size = message->length;
    
    spi = (struct stm32_spi *)device->parent.user_data;
    
    //chip select
    if (message->cs_take)
        rt_pin_write(spi->cs_pin, 0);
    
    if (device->config.data_width <= 8) 
    {
        const rt_uint8_t * send_ptr = message->send_buf;
        rt_uint8_t * recv_ptr = message->recv_buf;

        while(size--) {
            rt_uint8_t data = 0xFF;

            if(send_ptr != RT_NULL)
                data = *send_ptr++;

            /*!< Loop while DR register in not emplty */
            while (SPI_I2S_GetFlagStatus(spi->spi, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);

            /*!< Send byte through the SPI1 peripheral */
            SPI_I2S_SendData(spi->spi, data);

            /*!< Wait to receive a byte */
            while (SPI_I2S_GetFlagStatus(spi->spi, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET);

            /*!< Return the byte read from the SPI bus */
            data = SPI_I2S_ReceiveData(spi->spi);

            if(recv_ptr != RT_NULL)
                *recv_ptr++ = data;
        }
    } else {
        const rt_uint16_t * send_ptr = message->send_buf;
        rt_uint16_t * recv_ptr = message->recv_buf;

        while(size--) {
            rt_uint16_t data = 0xFF;

            if(send_ptr != RT_NULL)
                data = *send_ptr++;

            /*!< Loop while DR register in not emplty */
            while (SPI_I2S_GetFlagStatus(spi->spi, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);

            /*!< Send byte through the SPI1 peripheral */
            SPI_I2S_SendData(spi->spi, data);

            /*!< Wait to receive a byte */
            while (SPI_I2S_GetFlagStatus(spi->spi, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET);

            /*!< Return the byte read from the SPI bus */
            data = SPI_I2S_ReceiveData(spi->spi);

            if(recv_ptr != RT_NULL)
                *recv_ptr++ = data;
        }
    }
    
    if (message->cs_release)
        rt_pin_write(spi->cs_pin, 1);
    return message->length;
}

static struct rt_spi_ops spi_ops = {
    stm32f10x_spi_cfg,
    stm3210x_spi_xfer
};

static rt_err_t stm32f10x_spi_bus_register(SPI_TypeDef * SPI, struct rt_spi_bus *bus,
                                           const char *name, const struct rt_spi_ops *ops)
{
    rt_err_t res = -RT_ERROR;
    
    
    if (SPI == SPI1) {
        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

        /* Enable GPIO clock */
        RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
        RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SPI1, ENABLE);
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin   = GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;
        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_AF_PP;
        GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
        
        spi1_1.spi = SPI1;
        
        res = rt_spi_bus_register(bus, name, ops);
    } else if (SPI == SPI2) {
        
    } else {
        
    }
    
    return res;
}

static int stm32f10x_spi_dev_register(struct rt_spi_device *device, 
                                      const char *dev_name, const char *bus_name, int cs_pin)
{
    rt_err_t res = -RT_ERROR;
    
    spi1_1.cs_pin = cs_pin;
    rt_pin_mode(cs_pin, PIN_MODE_OUTPUT);
    rt_pin_write(cs_pin, 1);
    res = rt_spi_bus_attach_device(device, dev_name, bus_name, &spi1_1);
    
    return res;
}

#ifdef RT_USING_SPI1

int spi1_register(void)
{
    rt_err_t res = -RT_ERROR;
    
    if (stm32f10x_spi_bus_register(SPI1, &spi1_bus, "spi1", &spi_ops) == RT_EOK) {
        res = stm32f10x_spi_dev_register(&spi1_dev1, "spi1_1", "spi1", SPI1_DEV1_CS_PIN);
    }
    
    return res;
}
INIT_DEVICE_EXPORT(spi1_register);
#endif //RT_USING_SPI1


#endif // RT_USING_SPI

启动文件系统

最后初始化w25qxx_init,将设备名填写我们刚才注册的设备spi1_1即可。将w25qxx设置为文件系统的区分。
RT-Thread : 添加SPI Flash设备和文件系统_第2张图片
由于我spi flash是gd25q16的,ID和W25qxx不一样,会出现:
Manufacturers ID error!
只要把我们的厂商ID加入就行了。
RT-Thread : 添加SPI Flash设备和文件系统_第3张图片
RT-Thread : 添加SPI Flash设备和文件系统_第4张图片
到这里就搞定了,list_device看一下,可以看到我们注册的总线,总线设备和块设备。
RT-Thread : 添加SPI Flash设备和文件系统_第5张图片

发现文件系统初始化失败,找到打印这句话的地方。发现是块大小的问题。我们是4096,_MAX_SS默认是512,改一下就好了。
RT-Thread : 添加SPI Flash设备和文件系统_第6张图片
在这里插入图片描述
改完重新试一下,发现没有打印刚才的size问题了,但还是失败了。

在这里插入图片描述
这里我们需要把块设备设置为文件系统。重启一下就可以看到初始化成功了。
RT-Thread : 添加SPI Flash设备和文件系统_第7张图片

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