使用SPI通过CMD指令读取TF卡ID

源码路径：example\rt_device\spi

支持平台

  • em-lb52D

  • em-lb587

概述

  • 在RT-Thread操作系统下，通过SPI接口发送CMD指令，读取TF卡id演示

例程的使用

编译和烧写

以em-lb52D为例

  • 此例程中用到了spi1，在采用RT-Thread操作系统时，spi1外设会虚拟成了一个rt_device来进行读写操作，此时需要确认所在路径下rtconfig.h文件中是否包含了下面2个宏：

#define BSP_USING_SPI 1
#define BSP_USING_SPI1 1

只有包含了上面两个宏，在rt_spi_msd_init函数中才会通过rt_hw_spi_device_attach创建spi1这个rt_device，只有创建好设备，后面才能通rt_device_find和rt_device_open成功

如果发现上面的宏缺失或者未打开，可通过菜单menuconfig 中打开，具体操作如下

menuconfig --board=em-lb52d

如下图操作,选择SPI1使能（需要用到DMA，选择对应的DMA选项），保存并退出menuconfig，查看rtconfig.h宏是否生成 alt text alt text

  • 切换到工程历程project目录运行scons命令进行代码编译：

scons --board=em-lb52d -j8

  • 切换到例程project/build_xx目录，运行uart_download.bat，按提示选择端口即可进行下载：

build_em-lb52d_hcpu\uart_download.bat//下载代码

Uart Download

please input the serial port num:5

关于编译、下载的详细步骤，请参考快速上手的相关介绍。

硬件连接

开发板

功能引脚

本端设备引脚

对端设备引脚

物理引脚（CONN2）

em-lb52x

PA_24

dio

SPI_MOSI

19

PA_25

di

SPI_MISO

21

PA_28

clk

SPI_CLK

23

PA_29

cs

SPI_CS

24

em-lb58x

PA_21

do

SPI_MOSI

8

PA_20

di

SPI_MISO

10

PA_28

clk

SPI_CLK

5

PA_29

cs

SPI_CS

3

  • 注意功能引引脚跟设备引脚并不是一一对应的关系，设备引脚请参考原理图 alt text

历程输出结果展示

alt text 下图为其中抓取发送CMD指令的波形

CMD0的波形（发送CMD0将设备设置为SPI模式） alt text CMD8的波形(校验卡的协议是否是SD2.0) alt text CMND55的波形（特殊指令前命令，发送ACMD类指令前 ，需要发送此指令） alt text ACMD41的波形（获取SD电压值，作为测试当前SD卡的支持协议，所需的电压值是否正常） alt text CMD10的波形（读取CID信息） alt text 注意

  1. 如果使用TX DMA，则需要打开#define BSP_SPI1_TX_USING_DMA 1；

  2. 在SPI的数据量不多的情况下，采用DMA会增加代码开销，反而实时性会更低；

  • 以em-lb52d开发版为例，配置对应的spi1对应的IO口

    /* 1, pinmux set to spi1 mode */
    HAL_PIN_Set(PAD_PA24, SPI1_DIO, PIN_PULLDOWN, 1);       // SPI1 (Nor flash)
    HAL_PIN_Set(PAD_PA25, SPI1_DI,  PIN_PULLUP, 1);
    HAL_PIN_Set(PAD_PA28, SPI1_CLK, PIN_NOPULL, 1);
    HAL_PIN_Set(PAD_PA29, SPI1_CS,  PIN_NOPULL, 1);

注意

  1. CLK，CS为输出口，不需要配置为上下拉状态

  2. DIO，DI口为输入口，需要配置上下拉，如果外设没有特别需要，采用此默认值

  3. HAL_PIN_Set 最后一个参数为hcpu/lcpu选择, 1：选择hcpu，0：选择lcpu

  4. Hcpu的PA口不能配置为Lcpu的spi外设，比如spi3，spi4输出

  • 先后rt_device_find,rt_device_control,rt_device_open分别查找、配置和打开spi设备

  1. rt-thread为了适配不同设备采用同一个spi总线，多定义一个设备，需要通过rt_hw_spi_device_attach把spi1设备附到该设备，此处为tfcord

工作流程

  1. 使用rt_spi_msd_init()函数进行SPI设备注册

  2. 在通过msd_init()函数进行设备的初始化，并将tfcord设备挂在在sd设备上

  3. 通过rt_msd_init()函数进行设备的转换和spi参数的额配置，并且发送一系列的CMD指令初始化TF卡和读取其cid寄存器中的数据，即可得到其id了

异常诊断

  • spi1无波形输出

  1. pin status 24/25/28/29命令查看对应PA24，PA25，PA28，PA29的IO状态FUNC对不对，PA29作为CS脚应该为高电平，对应VAL=1

    msh />
 TX:pin status 24
    pin status 24
    [109951461] I/TEST.GPIO: PIN 24, FUNC=2, VAL=0, DIG_IO_PD, GPIO_MODE_INPUT, irqhdr=/, arg=/
    msh />
    msh />
 TX:pin status 25
    pin status 25
    [110036013] I/TEST.GPIO: PIN 25, FUNC=2, VAL=1, DIG_IO_PU, GPIO_MODE_INPUT, irqhdr=/, arg=/
    msh />
    msh />
 TX:pin status 28
    pin status 28
    [110115999] I/TEST.GPIO: PIN 28, FUNC=2, VAL=0, DIG_IO, GPIO_MODE_INPUT, irqhdr=/, arg=/
    msh />
    msh />
 TX:pin status 29
    pin status 29
    [110195531] I/TEST.GPIO: PIN 29, FUNC=2, VAL=1, DIG_IO, GPIO_MODE_INPUT, irqhdr=/, arg=/
    msh />
    msh />

  1. list_device命令查看spi1，nor_flash设备是不是存在并且打开了

  2. 检查spi1初始化和配置流程是否都已生效

  • spi1波形正常，spi1的DI接收不到数据

  1. 先示波器查看波形电平是否正常

  2. 逻辑分析仪抓取时序，跟外设的规格书对比，看波形要求是否一致

  3. 检测spi1输出和外设是否连接正常

  4. 检测外设的供电是否正常

  • spi波形时效性不够

  1. 如下图cs信号到clk实际数据，中间延时过大，这是因为rt-thread封装后导致的延迟，如果对时效性要求高的，可以参考直接操作hal的示例 alt text