向韦东山学：spi协议+oled裸板程序

go spi 系列— spi协议+oled裸板程序

作者：titer1 
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目录 

图说 spi 简要原理

• 基础 数据传输原理 dataoutput + clock + selections

图说 arm2240 + spi

2440系统如何使用spi的 

tips:同步后 ,ctrl+ alt +enter 预览

图说 结合di引脚说明不同spi传输场景

当arm读取spi设备时，

这是 spi transfer format细节， 
送完一个字节，下一个时钟周期没有到来之前，di内容存在差异 
详细如图： 

韦大大说，时钟周末没来之前的事情 不用在乎，在乎时钟边缘

还有时钟的极性差别，如下图橙色标示： 

上图我看来，就是时钟开始时电平的高/低

至于如何选定正确的极性作为开始，要看外接芯片的约定

图说 芯片 clock极性

结合 SPEC UG-2864TMBEG01 手册，可以看到图中时钟起始选择可高可低，不用担心 

韦大大说，arm spi format a/b 
不过外接的spi芯片 DO数据是在上升沿由外接芯片锁存住。

那么 ，最终arm 2440可选的format格式剩下为； 

以上场景区分是 arm的 cpol /cpha的值

下面开始代码了 
当前是 spi第一课第一节，修改代码在 spi_i2c_adc里面

代码实战

内容框架

一个文件负责 显示， 
一个文件负责传输 
目标实现函数有：

SPIInit();
OLEDInit();
OLEDPrint();

主要分析内容来源是：源码source\裸板\01th_spi_i2c_adc_jz2440_oled

oled.c

简单来说就是OLED开头的函数实现，在这里。

从芯片SPEC UG-2864TMBEG01 手册看来，vcc产生是 内部dc上拉结果? 
改装芯片手册内部的初始化设置

oledinit 向oled发送命令

详细的cpu和芯片的连线图如下，这次跟之前给出的连线图差别在，给出data/控制信号切换的方法

static void OLEDWriteCmd(unsigned char cmd) {
    OLED_Set_DC(0); /* command */
    OLED_Set_CS(0); /* select OLED */

    SPISendByte(cmd);
    OLED_Set_CS(1); /* de-select OLED */
    OLED_Set_DC(1); /* */
}

//入口函数
void OLEDInit(void) {
    /* 向OLED发命令以初始化 */
    OLEDWriteCmd(0xAE); /*display off*/ 
...
    OLEDWriteCmd(0x14); 
...    
}

继续看 oled控制器 （?)的手册 SSD1306-Revision 1.1 (Charge Pump)

细节：实现 dc +cs 片选信号

这里 dc对应gpg4 ,cs对应gpf1

static void OLED_Set_DC(char val) {
    if (val)
        GPGDAT |= (1<<4);
    else
        GPGDAT &= ~(1<<4);
}

static void OLED_Set_CS(char val) {
    if (val)
        GPFDAT |= (1<<1);
    else 
        GPFDAT &= ~(1<<1);
}

###实现 Oledprint 
关键在 oled 地址设定+ 数据设定 
这里采用的取地址方式是：页寻址 
显存这里大小为：128*64 
一行64字节，分为8页，每页8行

手册解释 详细看 
10 COMMAND DESCRIPTIONS 
10.1 Fundamental Command 
10.1.1 Set Lower Column Start Address for Page Addressing Mode (00h~0Fh) 
10.1.2 Set Higher Column Start Address for Page Addressing Mode (10h~1Fh) 
10.1.3 Set Memory Addressing Mode (20h) 
There are 3 different memory addressing mode in SSD1306: page addressing mode, 
horizontal addressing mode and vertical addressing mode. 

情景如图： 

中文总结如下：

• 先发送 列地址 高位
• 再发送 列地址 低位
• 配置寻址模式

再说如何放到Led显示屏幕上去的

看手册 

看最终屏幕上的布局，这里就可以理解为什么要两行了，下面说明相关代码

//每一个字节的字模数据都分解为高4位+低4位传输
//之所以相加：因为是bit 0:1 ，后面处理了高位和低位
static void OLEDSetPos(int page, int col) {
    OLEDWriteCmd(0xB0 + page); /* page address */

    OLEDWriteCmd(col & 0xf);   /* Lower Column Start Address */
    OLEDWriteCmd(0x10 + (col >> 4));   /* Lower Higher Start Address */
}

 
下面的函数OLEDPutChar形象的说明了绘制字模的过程。

//涵盖字符转换为字模
/* page: 0-7 * col : 0-127 * 字符: 8x16象素 */
void OLEDPutChar(int page, int col, char c) {
    int i = 0;
    /* 得到字模 */
    const unsigned char *dots = oled_asc2_8x16[c - ' '];

    /* 发给OLED */
    OLEDSetPos(page, col);
    /* 发出8字节数据 */
    for (i = 0; i < 8; i++)
        OLEDWriteDat(dots[i]);
    OLEDSetPos(page+1, col);
    /* 发出8字节数据 */   
    for (i = 0; i < 8; i++)
        OLEDWriteDat(dots[i+8]);

}

//处理的对象是我们肉眼看到的字符
/* page: 0-7 * col : 0-127 * 字符: 8x16象素 */
void OLEDPrint(int page, int col, char *str) {
    int i = 0;
    while (str[i])
    {
        OLEDPutChar(page, col, str[i]);
        col += 8;
        if (col > 127)
        {
            col = 0;
            page += 2;
        }
        i++;
    }
}

其他oled函数

oled设置page模式 
oled清屏函数

此处暂时忽略。

!总结

至此：字符–》字模点阵–》spi 数据传输的过程就通过以上看到

OLEDPrint -->OLEDPutChar -->（ OLEDWriteDat-->OLEDWriteCmd）

!细节 实现spisendbyte 重要的

cloc对应gpg7 do对应gpd6，非常有趣重要的是上升沿的do实现

 SPI_Set_CLK(0);
 SPI_Set_DO(val & 0x80);//典型取高位
 SPI_Set_CLK(1);

完整的SPISendByte逻辑在下面

static void SPI_Set_CLK(char val) {
    if (val)
        GPGDAT |= (1<<7);
    else
        GPGDAT &= ~(1<<7);
}

static void SPI_Set_DO(char val) {
    if (val)
        GPGDAT |= (1<<6);
    else
        GPGDAT &= ~(1<<6);
}

void SPISendByte(unsigned char val) {
    int i;
    for (i = 0; i < 8; i++)
    {
        SPI_Set_CLK(0);
        SPI_Set_DO(val & 0x80);
        SPI_Set_CLK(1);
        val <<= 1;
    }

}

gpio_spi.c 联通arm和spi芯片

首先看spi芯片的电路图 

然后使用gpio模拟spi,尤其注意里面的注释，这里比较细节就是gpio方向

/* 用GPIO模拟SPI */
//called by SPIInit
static void SPI_GPIO_Init(void) {
    /* GPF1 OLED_CSn output */
    GPFCON &= ~(3<<(1*2)); 
    GPFCON |= (1<<(1*2));
    GPFDAT |= (1<<1); //设置为高电平，保证片选引脚pin1（GPF1 OLED_CSn）和其他相关引脚不同时为0，

    /* GPG2 FLASH_CSn output * GPG4 OLED_DC output * GPG5 SPIMISO input * GPG6 SPIMOSI output * GPG7 SPICLK output */
    GPGCON &= ~((3<<(2*2)) | (3<<(4*2)) | (3<<(5*2)) | (3<<(6*2)) | (3<<(7*2)));
    GPGCON |= ((1<<(2*2)) | (1<<(4*2)) | (1<<(6*2)) | (1<<(7*2)));
    GPGDAT |= (1<<2);//设置为高电平，保证片选引脚pin2（GPG2 FLASH_CSn） 和其他相关引脚不同时为0，
}

当前进度是在 1-1 30分钟位置

其他

作者所使用的代码在 spi_i2c_adc相关文件夹中