Linux SPI（Serial Peripheral Interface）通信协议是一种同步全双工串行通信协议，广泛应用于各种嵌入式系统中，比如单片机、传感器等设备。在本文中，我们将通过一步步的教学，带您学会如何使用Linux SPI通信协议，从而实现嵌入式系统设备之间的数据交换。
1. SPI通信介绍
SPI通信协议是一种基于外设与主机之间的直接通信方式，由主机控制发送和接收的时序，在通信过程中，主机需要发送指令或数据给外设，同时也能接收外设反馈的数据或状态信息。SPI通信协议通常需要四根线（Chip Select、Clock、MOSI和MISO）来进行数据传输。
2. 获取硬件支持
在开始使用Linux SPI通信协议之前，我们需要获取支持硬件，通常为使用SPI通信的嵌入式系统板。我们需要查看硬件的SPI支持配置，通常情况下，设备树文件中会有SPI支持的相关描述，我们可以通过以下命令查看设备树文件：
“`bash
$ dts -r > dts.txt
“`
该命令将设备树文件转换成文本文件，文件内容包含有所有硬件支持的信息。我们需要在其中找到有关SPI支持的描述，包含以下内容：
– spi-controller：指明该设备为SPI控制器
– #address-cells和#size-cells：设备的物理地址和大小
– spi-max-frequency：更大SPI时钟频率
– compatible：设备的硬件兼容性信息
例如，对于一个名为“spi0”的SPI控制器，可以通过以下命令来查看SPI控制器的支持信息：
“`bash
$ cat /sys/class/spi_master/spi0/device/of_node/
“`
我们可以通过这些信息找到SPI硬件控制器的节点，并确定硬件支持的SPI配置信息。
3. 配置SPI控制器
在硬件设备已被支持后，我们需要创建并配置SPI控制器来实现SPI通信。在Linux中，我们可以使用“spidev”驱动程序来操作SPI控制器。该驱动程序在/dev/目录下创建了一个设备文件，通常为/dev/spidevX.Y的形式，其中X和Y分别代表SPI控制器的编号和相应的片选节点。
我们可以使用以下代码创建并打开spidev设备：
“`c
#define SPI_DEVICE “/dev/spidevX.Y”
int fd = open(SPI_DEVICE, O_RDWR);
“`
在设备打开后，我们需要设置SPI控制器的频率、数据位宽、读取模式以及帧模式等参数，以便于数据的传输。我们可以使用以下代码进行SPI控制器的初始化：
“`c
#include
…
struct spi_ioc_transfer transfer = {
.tx_buf = (unsigned long)tx,
.rx_buf = (unsigned long)rx,
.len = len,
.delay_usecs = transfer_delay,
.speed_hz = transfer_speed,
.bits_per_word = bits_per_word,
};
….
ioctl(fd, SPI_IOC_MESSAGE(1), &transfer);
“`
其中，我们使用了struct spi_ioc_transfer数据类型，用于存储SPI传输信息。在SPI传输信息中，tx_buf表示要发送的数据，rx_buf表示要接收的数据，len表示数据的长度，delay_usecs表示传输延迟时间，speed_hz表示传输速率，bits_per_word表示数据位宽等参数。
4. 实现SPI数据传输
在SPI控制器的初始化完成后，我们可以实现SPI数据的发送和接收。对于SPI通信协议，发送和接收都必须符合SPI协议的时序。通常情况下，我们需要按照以下步骤进行：
– 选择相应的片选节点选择要进行通信的设备。
– 确定所要发送的指令或数据，并与片选节点进行连通。
– 根据SPI的模式，确定相应的数据发送和接收方法，如半双工同步、全双工同步和全双工异步等。
– 进行数据的发送和接收，并等待数据传输完成。
下面以Raspbian系统为例，使用C语言实现SPI控制器的数据传输：
“`c
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
…
#define SPI_DEVICE “/dev/spidev0.0”
int transfer_speed = 50000;
int transfer_delay = 0;
int bits_per_word = 8;
…
int mn(void) {
int fd;
uint8_t tx[3];
uint8_t rx[3];
struct spi_ioc_transfer transfer = {
.tx_buf = (unsigned long)tx,
.rx_buf = (unsigned long)rx,
.len = 3,
.delay_usecs = transfer_delay,
.speed_hz = transfer_speed,
.bits_per_word = bits_per_word,
};
// Open SPI device
fd = open(SPI_DEVICE, O_RDWR);
if (fd
perror(“Error opening SPI device”);
return EXIT_FLURE;
}
// Configure SPI parameters
if (ioctl(fd, SPI_IOC_WR_MODE, SPI_MODE_3)
perror(“Error setting SPI mode”);
return EXIT_FLURE;
}
if (ioctl(fd, SPI_IOC_WR_BITS_PER_WORD, &bits_per_word)
perror(“Error setting SPI bits per word”);
return EXIT_FLURE;
}
if (ioctl(fd, SPI_IOC_WR_MAX_SPEED_HZ, &transfer_speed)
perror(“Error setting SPI max speed”);
return EXIT_FLURE;
}
tx[0] = 0x01;
tx[1] = 0x02;
tx[2] = 0x03;
// Initiate transfer
if (ioctl(fd, SPI_IOC_MESSAGE(1), &transfer)
perror(“Error tranitting SPI data”);
return EXIT_FLURE;
}
// Close SPI device
close(fd);
return EXIT_SUCCESS;
}
“`
在上述代码中，我们创建一个SPI控制器，设置了传输速率、数据位宽和传输模式等参数。在SPI传输信息中，我们发送了三个字节的数据，并接收了同样长度的回传数据。通过以上代码实现，我们可以控制SPI设备与嵌入式系统之间的数据交换，并利用这个特性实现了各种功能。
5.
相关问题拓展阅读：
- 怎么样在嵌入式linux下实现spi与外设的通信
- linux系统下的spi接收的数据存放在哪里
怎么样在嵌入式linux下实现spi与外设的通信
两个CPU，都有SPI接口，就可以通信了逗袜。
外部当然就是指与其它CPU。
内部和外部不是绝度的概念。
通常说内烂薯部通信，一个开发项目中，一般会有多个CPU，对于整个项目来说。外部通信就是内部通信。
比如，电脑。内部连接线，并口等，对电脑来说，就是内部通饥指者
linux系统下的spi接收的数据存放在哪里
如果是多串口的话，建议你使用中断的方式进行数据的接受，这样响应及时些。网上有很多例子的，你可以搜索看看
从windows向osx转移的话，要适应得一点就是osx确实没有注册表，软件信息储存在Finder—（你的用户名字的文件夹）资源库preferences里头，这是软件注册信息，至于软件安装信息，大部分的苹果上的软件都是所谓的绿色软件，没有向系统内添加信息（那一个图标，其实是一个名为app的软件包，不只是一个文件，而是这个软件的所有文件）
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