nordic的nrf52系列32M速率的SPI-SPIM3

简介：在nordic的nrf52系列中的nrf52833和nrf52840的SPIM3都是支持最大32M的spi速率，其余的只有8M，当在需要刷屏，或者一些需要高速32M-SPI时，这是一个很好的使用方式，下面我就结合GPIOTE+PPI+SPIM3实现无CPU参与的32M-SPI数据发送：

测试环境：软件：SDK_17.1，在ble_app_uart例子中添加

硬件：nrf52832-DK板

一、引脚选择

特别注意一点，需要使用32M的SPI时，一定要选择非低频的引脚作为SPI的pin脚，如下面这些引脚就不可以：

在数据手册中还有这样一条提示，他的意思是在使用32M的时候，可能还要配置为高驱模式，不然可能有数据错乱。

根据数据手册我当前选择4,5,27,26这4个引脚作为SPI的引脚。

二、代码编写

1.源文件添加

在工程中加入如下几个.c源文件，其中spi_test.c不是官方库文件，是我的SPIM配置代码，这一点注意，你只用添加前面的5个源文件就行

2、宏定义启用

 这一步主要是启用相关的源文件，如果宏定义不启用刚刚添加的部分源文件是无法添加的，这一步很重要：

 第一步启用SPIM3:

 还要勾选另一个宏定义，在调试过程中发现如果只启动NRFX_SPI_ENABLED，不任意使能它下面的NRFX_SPI0_ENABLED，NRFX_SPI1_ENABLED，NRFX_SPI2_ENABLED的其中一个，居然无法让NRFX_SPIM_ENABLED生效，这一点需要注意一下。

 经过以上的宏定义勾选，SPI的驱动就启动完成了。

第二步启用PPI：

 到这一步宏定义就都启用完成了，你可以检测一下加入的源文件是否都启用了。

 然后就是代码部分，我已经进行了相关注释，可以直接copy使用。

 三、代码

 1、.c文件

#include "nrf_drv_spi.h"
#include "app_util_platform.h"
#include "nrf_drv_gpiote.h"
#include "nrf_delay.h"
#include "boards.h"
#include "app_error.h"
#include <string.h>

/*log打印的头文件*/
#include "nrf_log.h"
#include "nrf_log_ctrl.h"
#include "nrf_log_default_backends.h"


#include "nrf_drv_ppi.h"
#include "spi_test.h"

/*触发中断的按键，由于我使用的是DK板，所以直接使用按键4，如果你测试的是自己的板子，可以自己定义pin脚

#define PIN_IN    BUTTON_4 
#define leng 10
#define TEST_STRING "spi_ppi_test"
/*测试buffer设置*/
uint8_t TX_buffer[]=TEST_STRING;
uint8_t RX_buffer[leng];

/*PPI 通道实例变量定义*/
static nrf_ppi_channel_t     m_ppi_channel;

/*SPIM3可以达到32M*/
static nrfx_spim_t my_spi=NRFX_SPIM_INSTANCE(3);

/*变量定义，用于确定SPI是否正确传输，每一次都会进行加一，0x31只是一个本次随意设置的初始值*/
uint8_t test=0x31;


/*同时设置TX和RX的buffer*/
nrfx_spim_xfer_desc_t m_buffer = NRFX_SPIM_XFER_TRX(TX_buffer,sizeof(TX_buffer),RX_buffer,leng);
/**
 * @brief SPI user event handler.
 * @param event
 */
void spi_event_handler(nrfx_spim_evt_t const * p_event,
                       void *                  p_context)
{
        ret_code_t err_code;
    /*传输事件判断*/
        if(NRF_DRV_SPI_EVENT_DONE == p_event->type)
        {
            NRF_LOG_INFO("Transfer completed.")
            TX_buffer[0]=++test;
            /*一次传输完成，提供下一次传输的buffer，如果有大量接收的数据，可以使用两个buffer交替接收，便于流出时间进行数据处理，第二个buffer也是使用 
            nrfx_spim_xfer_desc_t m_buffer = NRFX_SPIM_XFER_TRX(TX_buffer2,sizeof(TX_buffer2),RX_buffer2,leng2);进行定义，如果是只想单独定义一个TX和RX
            请使用 NRFX_SPIM_XFER_TX 或者 NRFX_SPIM_XFER_RX
            */
            err_code = nrfx_spim_xfer(&my_spi,&m_buffer,NRF_DRV_SPI_FLAG_HOLD_XFER);
            APP_ERROR_CHECK(err_code);
        }
        /*如果有接收数据就打印一下，实际应用中可以是其余处理*/
    if (RX_buffer[0] != 0)
    {
        NRF_LOG_INFO(" Received:");
        NRF_LOG_HEXDUMP_INFO(RX_buffer, strlen((const char *)RX_buffer));
    }
}

void gpiote_init(void)
{
     ret_code_t err_code;
    /*由于这个例子是基于ble_app_uart，在 主函数中的buttons_leds_init(&erase_bonds);中已经初始化了GPIOTE，所以注释掉，不能重复初始化*/
//        err_code = nrf_drv_gpiote_init();
//    APP_ERROR_CHECK(err_code);
    
        nrf_drv_gpiote_in_config_t in_config = NRFX_GPIOTE_CONFIG_IN_SENSE_HITOLO(true);
    in_config.pull = NRF_GPIO_PIN_PULLUP;
    
    /*由于这个例子是基于ble_app_uart，在 主函数中的buttons_leds_init(&erase_bonds);中已经初始化了DK板上的按键4，我要用来做SPI数据触发，所以先解绑这个引脚在配置 */
        nrf_drv_gpiote_in_uninit(PIN_IN);
    /* 中断初始化，回调为NULL，因为是通过PPI触发SPIM所以不需要回调，当然如果有需要你也可以设置 */
        err_code = nrf_drv_gpiote_in_init(PIN_IN, &in_config, NULL);
    APP_ERROR_CHECK(err_code);
    /* GPIO中断事件使能 */
        nrf_drv_gpiote_in_event_enable(PIN_IN, true);
}

void spim_init(void)
{
    /*不能使用低频引脚，还要配置为高驱*/
    nrfx_spim_config_t spi_config = NRFX_SPIM_DEFAULT_CONFIG;
    spi_config.ss_pin   = 27;
    spi_config.miso_pin = 4;//如果是刷屏可以不使用MISO数据pin脚，可以设置为 NRFX_SPIM_PIN_NOT_USED
    spi_config.mosi_pin = 5;
    spi_config.sck_pin  = 26;
        spi_config.frequency=NRF_SPIM_FREQ_32M;
    APP_ERROR_CHECK(nrfx_spim_init(&my_spi, &spi_config, spi_event_handler, NULL));
    
    /*高驱配置*/
        nrf_gpio_cfg(27,
                NRF_GPIO_PIN_DIR_OUTPUT,
                NRF_GPIO_PIN_INPUT_DISCONNECT,
        NRF_GPIO_PIN_NOPULL,
        NRF_GPIO_PIN_H0H1,
        NRF_GPIO_PIN_NOSENSE);
        nrf_gpio_cfg(4,
                NRF_GPIO_PIN_DIR_INPUT,
                NRF_GPIO_PIN_INPUT_CONNECT,
        NRFX_SPIM_MISO_PULL_CFG,
        NRF_GPIO_PIN_H0H1,
        NRF_GPIO_PIN_NOSENSE);
        nrf_gpio_cfg(5,
                NRF_GPIO_PIN_DIR_OUTPUT,
                NRF_GPIO_PIN_INPUT_DISCONNECT,
        NRF_GPIO_PIN_NOPULL,
        NRF_GPIO_PIN_H0H1,
        NRF_GPIO_PIN_NOSENSE);
        nrf_gpio_cfg(26,
                NRF_GPIO_PIN_DIR_OUTPUT,
                NRF_GPIO_PIN_INPUT_DISCONNECT,
        NRF_GPIO_PIN_NOPULL,
        NRF_GPIO_PIN_H0H1,
        NRF_GPIO_PIN_NOSENSE);
                
        NRF_LOG_INFO("SPI init end.");
}

void ppi_init(void)
{
        ret_code_t err_code;

    err_code = nrf_drv_ppi_init();
    APP_ERROR_CHECK(err_code);
    
        /*给spi初始化缓存,并flag选择什么时候启动传输*/
        /*NRF_DRV_SPI_FLAG_HOLD_XFER ---- 占时不启用，可在PPI触发下的SPIM的传输*/
        err_code = nrfx_spim_xfer(&my_spi,&m_buffer,NRF_DRV_SPI_FLAG_HOLD_XFER);
        APP_ERROR_CHECK(err_code);
        
        /* 触发的事件地址*/
        uint32_t gpio_event_addr = nrfx_gpiote_in_event_addr_get(PIN_IN);
        /* 执行的任务地址 */
        uint32_t spim_tick_addr  = nrfx_spim_start_task_get(&my_spi);
    
        /*PPI设置*/
        //把PPI的通道1分配出来
    err_code = nrf_drv_ppi_channel_alloc(&m_ppi_channel);
    APP_ERROR_CHECK(err_code);
        /* 关联事件和任务*/
        err_code = nrf_drv_ppi_channel_assign(m_ppi_channel,
                                          gpio_event_addr,
                                          spim_tick_addr);
        APP_ERROR_CHECK(err_code);
        /* 启动PPI*/
        err_code = nrf_drv_ppi_channel_enable(m_ppi_channel);
    APP_ERROR_CHECK(err_code);
    
}

void SPIM_test_init(void)
{
        spim_init();
        gpiote_init();
        ppi_init();
}

2、.h文件

#ifndef SPI_TEST_H__
#define SPI_TEST_H__


void SPIM_test_init(void);


#endif

只要在主函数中引用SPIM_test_init();就可以了。如下是我的逻辑分析仪的采样波形，由于我使用的逻辑分析仪器最大只有100M采样速率，感觉有点不准确，导致有些偏差，还有就是我使用的是杜邦线连接，32M速率下也可能有影响，测试如果是使用杜邦线，尽量短一点，逻辑分析仪采样率尽量高。