M-Arch（番外10）GD32L233评测-SPI驱动DS1302

滚神大人

发布于 2022-06-09 21:10:31

8170

文章被收录于专栏：趣Python

前言

架构做得好，高产似母猪。

接口改一改，效果就出来。

开工第二天，搞一搞SPI驱动DS1302。

关键字：GD32，SPI，DS1302，三线SPI，半双工SPI

SPI

串行外设接口（Serial Peripheral Interface，缩写为SPI）提供了基于SPI协议的数据发送和接收功能，可以工作于主机或从机模式。SPI接口支持具有硬件CRC计算和校验的全双工和单工模式。有些SPI口还支持SPI四线主机模式。

常规的SPI信号描述如下图：

常规SPI信号描述

DS1302

DS1302是由美国DALLAS公司推出的具有涓细电流充电能力的低功耗实时时钟芯片。它可以对年、月、日、周、时、分、秒进行计时，并且具有闰年补偿等多种功能。（百度百科）

DS1302的管脚配置：

DS1302管脚配置

DS1302的时序：

DS1302时序

可以看到：除了CE高低电平不一样，这个时序跟半双工的SPI是一样的。

半双工SPI

DS1302的寄存器配置：

DS1302寄存器

DS1302的时钟频率：

DS1302时钟频率

三线SPI驱动DS1302

半双工SPI的基本初始化：

单线发送模式
数据8位
主机模式
时钟空闲低电平，第一个边沿读数据
NSS Soft
分频：根据DS1302的配置来，一般1M多比较合适。
LSB

发送流程：

设置为发送模式
CE使能
发送地址
发送数据
CE失能

接收流程：

设置为发送模式
CE使能
发送地址
设置为接收模式
等待数据接收完成
CE失能
切换为发送模式，掐断SPI时钟信号
读数据，等待SPI收工

模拟IO驱动DS1302

略（曾经写过，就不贴了）

SPI驱动DS1302

坑爹的小插曲：

SPI一般是AF5，结果用的SPI1管脚是PB13，PB14，PB15，他们是AF6，被坑了2个小时，真扯。

巨讨厌调试硬件，真希望芯片厂商设计硬件时能更多一些软件工程师的设计idea。

SPI初始化：


#define DS1302_USING_SPI

/* SPI0:PA5-SCK-SPI_SCK PA6-CE-SPI_MISO PA7-DATA-SPI_MOSI */
/* SPI1:PB13-SCK-SPI_SCK PB14-CE-SPI_MISO PB15-DATA-SPI_MOSI */

#define CURRENT_SPI     SPI1
#define CURRENT_SPI_RCU RCU_SPI1

#define RTC_RCU         RCU_GPIOB
#define RTC_GPIO        GPIOB
#define RTC_SCK_PIN     GPIO_PIN_13
#define RTC_CE_PIN      GPIO_PIN_14
#define RTC_DATA_PIN    GPIO_PIN_15

#ifdef DS1302_USING_SPI
#define READ_MODE   spi_disable(CURRENT_SPI); \
                    spi_bidirectional_transfer_config(CURRENT_SPI, SPI_BIDIRECTIONAL_RECEIVE); \
                    spi_enable(CURRENT_SPI);
#define WRITE_MODE  spi_disable(CURRENT_SPI); \
                    spi_bidirectional_transfer_config(CURRENT_SPI, SPI_BIDIRECTIONAL_TRANSMIT); \
                    spi_enable(CURRENT_SPI);

#define  CE_HIGH    gpio_bit_set(RTC_GPIO, RTC_CE_PIN);
#define  CE_LOW     gpio_bit_reset(RTC_GPIO, RTC_CE_PIN);

#else
#endif

void spi1_init(void)
{
    spi_parameter_struct spi_init_struct;

    spi_i2s_deinit(CURRENT_SPI);
    rcu_periph_clock_enable(CURRENT_SPI_RCU);

    /* SPI_MOSI */
    gpio_init_af_mode(RTC_RCU, RTC_GPIO, RTC_DATA_PIN, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_AF_6);
    /* SPI_SCK */
    gpio_init_af_mode(RTC_RCU, RTC_GPIO, RTC_SCK_PIN, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_AF_6);
    /* RTC CE */
    gpio_init_output_mode(RTC_RCU, RTC_GPIO, RTC_CE_PIN, GPIO_OSPEED_50MHZ, 0);
    CE_LOW;

    /* SPI parameter config */
    spi_init_struct.trans_mode           = SPI_TRANSMODE_BDTRANSMIT;
    spi_init_struct.device_mode          = SPI_MASTER;
    spi_init_struct.frame_size           = SPI_FRAMESIZE_8BIT;
    spi_init_struct.clock_polarity_phase = SPI_CK_PL_LOW_PH_1EDGE;
    spi_init_struct.nss                  = SPI_NSS_SOFT;
    spi_init_struct.prescale             = SPI_PSC_16;
    spi_init_struct.endian               = SPI_ENDIAN_LSB;
    spi_init(CURRENT_SPI, &spi_init_struct);

    /* enable */
    spi_enable(CURRENT_SPI);
}

DS1302初始化：

#define DS1302_UNLOCK   write_ds1302(0x8e, 0x00);
#define DS1302_LOCK     write_ds1302(0x8e, 0x80);

void rtc_time_init(void)
{
    uint8_t hour;
    uint8_t hour_24 = 0;
    if (read_ds1302(READ_FLAG_ADDR) != RTC_INIT_FLAG)
    {
        write_ds1302(0x84, hour_24);
        set_rtc(init_time);
        return;
    }
    hour = read_ds1302(0x85);
    if (hour > 0x80)
    {
        // 12小时制转为24小时制
        hour_24 = (hour > 0xA0)?(hour&0x1F)|DEC2BCD(12):(hour&0x1F);
        write_ds1302(0x84, hour_24);
    }
}

读写接口：

static void spi_rtc_send_byte(uint8_t byte)
{
    /* loop while data register in not empty */
    while(RESET == spi_i2s_flag_get(CURRENT_SPI, SPI_FLAG_TBE));
    /* send byte through the SPI peripheral */
    spi_i2s_data_transmit(CURRENT_SPI, byte);    
    while(spi_i2s_flag_get(CURRENT_SPI, SPI_FLAG_TRANS));
}

static void write_ds1302(uint8_t address, uint8_t data)     
{
    WRITE_MODE;
    CE_HIGH;
    spi_rtc_send_byte(address);
    spi_rtc_send_byte(data);
    CE_LOW;
}

static uint8_t read_ds1302(uint8_t address)
{
  uint8_t data;

    /* send addr */
    WRITE_MODE;
    CE_HIGH;
    spi_rtc_send_byte(address);

    /* recive data */
    READ_MODE;
    while(RESET == spi_i2s_flag_get(CURRENT_SPI, SPI_FLAG_RBNE));
    CE_LOW;
    WRITE_MODE;
    data = spi_i2s_data_receive(CURRENT_SPI);
    while(spi_i2s_flag_get(CURRENT_SPI, SPI_FLAG_TRANS));

    return data;
}

void set_rtc(time_t t)
{
    uint8_t year = t.year - YEAR_BASE;
    if(year >= 100) year = 0; 

    DS1302_UNLOCK;

    /* 写入已经设置时间标记 */
    write_ds1302(WRITE_FLAG_ADDR, RTC_INIT_FLAG);
    write_ds1302(0x80, DEC2BCD(t.second));
    write_ds1302(0x82, DEC2BCD(t.minute));
    write_ds1302(0x84, DEC2BCD(t.hour));
    write_ds1302(0x86, DEC2BCD(t.day));
    write_ds1302(0x88, DEC2BCD(t.month));
    write_ds1302(0x8c, DEC2BCD(year));
    write_ds1302(0x8a, DEC2BCD(t.week));

    DS1302_LOCK;
}

time_t get_rtc(void)
{
    time_t t;
    uint16_t year = read_ds1302(0x8d);
    uint8_t  month = read_ds1302(0x89);
    uint8_t  day = read_ds1302(0x87);
    uint8_t  hour = read_ds1302(0x85);
    uint8_t  minute = read_ds1302(0x83);
    uint8_t second = read_ds1302(0x81);
    uint8_t  week = read_ds1302(0x8b);

    t.year = BCD2DEC(year) + YEAR_BASE;
    t.month = BCD2DEC(month);
    t.day = BCD2DEC(day);
    t.hour = BCD2DEC(hour);
    t.minute = BCD2DEC(minute);
    t.second = BCD2DEC(second);
    t.week = BCD2DEC(week);

 return t;
}