Tato ukázka se nezabývá podrobným popisem této sběrnice, jako jsou průběhy jednotlicých signálů a podobně. To by vydalo na celý samostatný manuál s množstvím diagramů.
Jde zde pouze o její použití ve vztahu k mikrokontroléru STM8S103 a jak jej v assembleru programovat pro tento účel.
V ukázce, což je fragment kódu níže, jsou uvedeny adresy systémových registrů pro práci s touto sběrnicí. Dále inicializační část SPI_INIT a procedura pro zapis a zároveň i přečtení
jednoho byte SPI_TRAN. Sběrnice SPI je plně duplexní, data se posílají současně oběma směry. SPI komunikuje pomocí těchto signálů:
| MISO | data z modulu do mikrokontroléru (port C7) |
| MOSI | data z mikrokontroléru (port C6) do modulu |
| SCK | hodiny, generuje je mikrokontrolér (port C5) |
| CS/SS | výběr zařízení, pin je volitelný |
Procedura SPI_INIT nastavuje režim SPI vzhledem k hodinám. Určí se klidová úroveň hodin (SPOL) a na jaké hraně, vzestupné, či sestupné se data čtou (CPHA). Nastavuje se také rychlost
sběrnice pomocí děličky rychlosti CPU (rychlost CPU/dělička). Také zde určí pin pro výběr modulu CS/SS, v této ukázce na A3 a je aktivní v LOW.
Režim se nastavuje podle toho, co vyžaduje připojovaný modul, se kterým se má komunikovat. Stejně tak i rychlost se nastaví taková, jakou zvládá připojený modul. Procedura SPI_TRAN
je základní rutina pro přenosy dat. Jeden byte zapíše a současně jeden byte přečte. Od ní se pak odvozuje případný zápis/čtení delších bloků dat, jako jsou wi-fi přenosy, práce s nějakou
externí pamětí a podobně.
I když je SPI obousměrná, často se komunikuje pouze jedním směrem, kdy master (mikrokontrolér) data pouze zapisuje, nebo jen čte. Při čtení i tak musí něco poslat, obvykle nulu. Při
zápisu přečtený byte ignoruje. Takto je tomu i v této ukázce. Funkce READ_REG a WRITE_REG se týkají konkrétního modulu, v tomto případě
wi-fi modulu LT8920 použitého v projektu "bezdráťák". Zapisují a čtou se 16-bitové registry modulu, kde se nejprve vybere čip pomocí
signálu CS (aktivní v logické nule), pak se pošle požadovaný registr modulu a nakonec se pošlou, nebo přečtou data (dva byte MSB a LSB).
Ukázka komunikace s SPI
...
;adresy systemovych registru sbernice SPI
SPI_CR1 equ $5200 ; SPI control register 1
SPI_CR2 equ $5201 ; SPI control register 2
SPI_SR equ $5203 ; SPI status register
SPI_DR equ $5204 ; SPI data register
;systemove adresy portu A pro CS/SS (muze byt i jiny)
PA_ODR equ $5000 ; Port A data output
PA_DDR equ $5002 ; Port A data direction register
PA_CR1 equ $5003 ; Port A control register 1
;... inicializacni cast programu ...
SPI_INIT ;pro CS/SS zde vybran port A3
bset PA_DDR, #3 ;pin 3 PA3/D2/SS output
bset PA_CR1, #3 ;pin 3 PA3/D2/SS push-pull mode
bset PA_ODR, #3 ;pin 3 PA3/D2/SS high
;nastavit SPI CPOL=0 (default), CPHA=1
mov SPI_CR2, #3 ; SSM + SSI, viz poznamka dole *)1
mov SPI_CR1, #$18 ; rychlost - divider 28=master/64, 18=master/16
bset SPI_CR1, #2 ; SPI master mode
bset SPI_CR1, #0 ; CPHA=1, cteni na sestupne hrane
bset SPI_CR1, #6 ; povoli SPI
;... vykonna cast programu ...
SPI_TRAN ;posle hodnotu v A a precte hodnotu do A
ld SPI_DR, A
wait_sent btjf SPI_SR, #1, wait_sent ;cekej na odeslani
nop
wait_recv btjf SPI_SR, #0, wait_recv ;cekej na precteni
ld A, SPI_DR
ret
;... procedury zavisle na typu modulu, viz jeho datasheet
READ_REG ;precte registr ulozeny v A, hodnotu vrati v Y
bres PA_ODR, #3 ;aktivuj CS (chip select)
or A, #$80 ;nahodit priznak cteni
callr SPI_TRAN ;pozadovany registr
push A
clr A
callr SPI_TRAN ;precte prvni byte MSB
ld YH, A ;MSB
clr A
callr SPI_TRAN ;precte druhy byte LSB
ld YL, A
bset PA_ODR, #3 ;dekativuj CS (chip select)
pop A
ret
;...
WRITE_REG ;zapise do registru A, hodnotu Y
bres PA_ODR, #3 ;aktivuj CS (chip select)
and A, #$7f ;shodit priznak cteni (zapis)
callr SPI_TRAN ;pozadovany registr
push A
ld A, YH
callr SPI_TRAN ;zapise prvni byte MSB
ld A, YL
callr SPI_TRAN ;zapise druhy byte LSB
bset PA_ODR, #3 ;deaktivuj CS (chip select)
pop A
ret
k poznámce *)1: SSM (Slave Select Management) a SSI (Internal Slave Select) souvisí s řízením signálu CS/SS (výběr modulu). Nastaveno je softwarové řízení, kdy výběr modulu určujeme sami v programu. Další podrobnosti jsou v datasheetu STM8S103F3 v kapitole ohledně sběrnice SPI (v angličtině).
všeobecné informace
U modulů, které jsem v rámci svých možností odladil a otestoval, jsem vytvořil prográmek, který lze formou copy-paste vytáhnout (buď celý, nebo pouze potřebné kusy kódu) a použít jej v nějaké Vaší aplikaci. Zkopírovat se musí potřebný kód, proměnné v paměti a deklarace konstant (equ).
Každý zde uváděný zdroják má stejnou strukturu. Na začátku jsou deklarace adres použitých systémových registrů (UART, I2C, GPIO...), což je klíčové. Tyto adresy jsou popsány
jednak v datasheetu STM8, a také jsou k dispozici ve zdrojovém kódu, který je nainstalován spolu s prostředím ST Visual develop ve složce
[Program Files]\ STMicroelectronics\ st_toolset\ asm\ include\ STM8S103F.asm). Asi je možné ji deklarovat jako include, ale zde jsou ve zdrojáku
definovány pouze ty, které jsou použity.
Dále je inicializační část, kde je vynulována paměť ram, nastaví se rychost CPU a proběhne základní nastavení použitého hardware, například rychlost UARTu, GPIO input/output, atd.
Pak už následují rutiny pro konkrétní modul.V nekonečné smyčce infinite_loop je ukázka činnosti. Samotné rutiny lze podle potřeby vykopírovat do jiného projektu.
Úplně na konci je tabulka vektorů přerušení v segmentu vectit s popisy, které zařízení může přerušení vyvolat.
- V Hlavním menu vybrat File a New workspace.
- Zvolit položku Create workspace and project
- Objeví se dialog pro zadání skupiny projektů.
- Vyplňte pole workspace filename (název skupiny projektů)
- Vyyplňte pole workspace location (složka pro umístění)
- Naskočí další okno pro projekt.
- Vyplňte pole project filename (název projektu)
- Vyplňte pole project location (složka pro umístěni projektu, zde doporučuji vybrat podsložku skupiny projektů).
- Do pole toolchain vyberte ST Assembler Linker.
- Pole toolchain root ponechte nezměněno.
- Naběhne výběr pro konkrétní CPU.
- Vyberte v něm STM8S103F3P.
Tím se vytvoří projekt. Na levé straně se objeví strom Workspace, kde ve větvi source files otevřete main.asm, které je hlavní zdroják
projektu. Je předvyplněn o počáteční definici segmentů a tabulku přerušení. Můžete jej vyčistit a pak do něj přes copy-paste (CTRL+A - CTRL+C -> CTRL+V) vložit některé s
zde uváděných mých (nebo Vašich) zdrojáků. Soubory mapping.asm a mapping.inc systém vytvořil automaticky a není doporučeno do nich zasahovat, protože systém je interně
přepisuje. Do téhož workspace můžete vkládat více projektů, každý však musí mít svou složku.
Do existujícího workspace pak lze přidávat libovolný počet projektů, pomocí pravého tlačítka myši na kořenové (nejvyšší) větvi stromu "workspace". Podmínkou je, aby každý projekt byl v
samostatné složce (adresáři). Do podvětví source files, nebo include files, každého projektu se mohou přidávat další moduly. Další podrobnosti ohledně práce v prostředí
ST Visual develop je v tomto manuálu (anglicky).
Především připojte k modulu vývojové desky STM8S103F3 programátor
ST-Link. K tomu jsou určeny čtyři piny na desce vpravo:
3V3, SWIM, GND a NRST (viz obrázek vlevo).
Program lze vypálit přímo z prostředí "ST Visual Dvelopu" takto: v hlavním menu vyberte Build - Build (F7). Pokud překlad a sestavení proběhhne bez chyb, spusťte
Debug - Start debugging. Tím se projekt nahraje (vypálí), naskočí okno debuggeru a případně můžete projekt spustit (F5), nebo krokovat (F10).
Vypálit program do STM8 se dá i jednodušeji pomocí ST Visual Programmer, pokud máte k dispozici
již "visual developem" přeložený soubor (F7-build, viz výše) *.s19. Tento vznikne v podsložce projektu DEBUG, nebo RELEASE. Otevřete jej přes
hlavní menu-File-Open a přes hlavní menu-Program-Current tab program vypálíte. Případně ještě můžete správnost vypálení ověřit pomocí hlavní menu-Verify-Current tab.
Další podobnosti odhledně používání ST Visual Programmeru jsou v jeho nápovědě: hlavní menu-Help-Index.
Dúležité upozornění: Zde presentovaný modul mikrokontroléru má výstupy 5V, 3V3 a GND. Na výstupu 5V ve skutečnosti není 5 voltů, ale vstupní napětí, kterým celý tento modul napájíte, buď přes piny +/-, nebo přes konektor mikroUSB, což může být 4.5 - 15V. Buďte opatrní, co k tomu pinu (5V) připojíte, připojovaný modul můžete tímto zničit. Doporučuji modul napájet výhradně z 5V zdroje.