【又换MCU】越来越好用系列，新塘031 SPI PDMA通信

开篇废话
依旧是开篇的逼逼叨叨。
自从上周换了新塘的M031，现在对这个MCU真的喜欢，写代码巨舒适，简单快速就能上手。上周写了入门的UART的DMA，今天来搞一个SPI 的DMA通信，实用的外设，咱一个都不能少。
M031 SPI概述
SPI接口是全双工同步串行数据通讯接口，可做为主机或从机，用 4 线双向通讯。 M031 包含 1 组 SPI控制器，用于对从外围设备接收到的数据执行串并转换，并对发送到外围设备的数据进行并串转换。每个SPI控制器可以配置为主设备或从设备，并支持PDMA功能存取数据缓冲区。每个SPI控制器还支持I2S模式来连接外部音频编解码器。
特征：
– 1组 SPI 控制器
– 支持主机模式和从机模式
– 传输位长可为 8 ~ 32位
– 提供独立的4级32位（或8级16位）收发FIFO缓存，实际数据位长由SPI的设置决定
– 支持高位优先（MSB）或低位优先(LSB)时序
– 支持字节重排功能
– 支持字节或字暂停模式
– 总线时钟主机模式最高可到24 MHz ，从机模式最高可到16 MHz (当芯片工作在 VDD =1.8~3.6V)
– 支持一数据通道半双工传输
– 支持只接收模式
– 支持 PDMA 传输

框图

代码片
时钟以及GPIO初始化

void SYS_Init(void){/*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*//* Init System Clock                                                                                       *//*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*//* Unlock protected registers */SYS_UnlockReg();/* Enable HIRC clock (Internal RC 48MHz) */CLK_EnableXtalRC(CLK_PWRCTL_HIRCEN_Msk);/* Wait for HIRC clock ready */CLK_WaitClockReady(CLK_STATUS_HIRCSTB_Msk);/* Select HCLK clock source as HIRC and HCLK source divider as 1 */CLK_SetHCLK(CLK_CLKSEL0_HCLKSEL_HIRC, CLK_CLKDIV0_HCLK(1));/* Set both PCLK0 and PCLK1 as HCLK */CLK->PCLKDIV = CLK_PCLKDIV_APB0DIV_DIV1 | CLK_PCLKDIV_APB1DIV_DIV1;/* Select IP clock source *//* Select UART0 clock source is HIRC */CLK_SetModuleClock(UART0_MODULE, CLK_CLKSEL1_UART0SEL_HIRC, CLK_CLKDIV0_UART0(1));/* Select UART1 clock source is HIRC */CLK_SetModuleClock(UART1_MODULE, CLK_CLKSEL1_UART1SEL_HIRC, CLK_CLKDIV0_UART1(1));/* Select PCLK1 as the clock source of SPI0 */CLK_SetModuleClock(SPI0_MODULE, CLK_CLKSEL2_SPI0SEL_PCLK1, MODULE_NoMsk);/* Enable UART0 peripheral clock */CLK_EnableModuleClock(UART0_MODULE);/* Enable UART1 peripheral clock */CLK_EnableModuleClock(UART1_MODULE);/* Enable PDMA module clock */CLK_EnableModuleClock(PDMA_MODULE);/* Enable SPI0 peripheral clock */CLK_EnableModuleClock(SPI0_MODULE);/* Update System Core Clock *//* User can use SystemCoreClockUpdate() to calculate PllClock, SystemCoreClock and CycylesPerUs automatically. */SystemCoreClockUpdate();/*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*//* Init I/O Multi-function                                                                                 *//*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*//* Set PB multi-function pins for UART0 RXD=PB.12 and TXD=PB.13 */SYS->GPB_MFPH = (SYS->GPB_MFPH & ~(SYS_GPB_MFPH_PB12MFP_Msk | SYS_GPB_MFPH_PB13MFP_Msk))    |       \(SYS_GPB_MFPH_PB12MFP_UART0_RXD | SYS_GPB_MFPH_PB13MFP_UART0_TXD);/* Set PB multi-function pins for UART1 RXD(PB.2) and TXD(PB.3) */SYS->GPB_MFPL = (SYS->GPB_MFPL & ~(SYS_GPB_MFPL_PB2MFP_Msk | SYS_GPB_MFPL_PB3MFP_Msk))    |       \(SYS_GPB_MFPL_PB2MFP_UART1_RXD | SYS_GPB_MFPL_PB3MFP_UART1_TXD);/* Setup SPI0 multi-function pins *//* PA.3 is SPI0_SS,   PA.2 is SPI0_CLK,PA.1 is SPI0_MISO, PA.0 is SPI0_MOSI*/SYS->GPA_MFPL = (SYS->GPA_MFPL & ~(SYS_GPA_MFPL_PA3MFP_Msk |SYS_GPA_MFPL_PA2MFP_Msk |SYS_GPA_MFPL_PA1MFP_Msk |SYS_GPA_MFPL_PA0MFP_Msk)) |(SYS_GPA_MFPL_PA3MFP_SPI0_SS |SYS_GPA_MFPL_PA2MFP_SPI0_CLK |SYS_GPA_MFPL_PA1MFP_SPI0_MISO |SYS_GPA_MFPL_PA0MFP_SPI0_MOSI);/* Lock protected registers */SYS_LockReg();}

依据新塘的代码风格，系统的初始化被安排在SYS_Init（）中完成所有的系统时钟和各个外设时钟的初始化，在初始化时钟之后初始化外设的引脚，设置各种复用，这里初始化了UART0 和 UART1的外设以及SPI0的外设。因为采用自动的NSS，所以这里将NSS的引脚也复用。
SPI初始化

void SPI_Init(void){/*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*//* Init SPI                                                                                                *//*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*//* Configure as a master, clock idle low, 32-bit transaction, drive output on falling clock edge and latch input on rising edge. *//* Set IP clock divider. SPI clock rate = 2 MHz */SPI_Open(SPI0, SPI_MASTER, SPI_MODE_0, 8, SPI_CLK_FREQ);/* Enable the automatic hardware slave select function. Select the SS pin and configure as low-active. */SPI_EnableAutoSS(SPI0, SPI_SS, SPI_SS_ACTIVE_LOW);}

SPI的初始化依旧是两个函数。
第一个SPI_Open（SPI_T *spi,
               uint32_t u32MasterSlave,
               uint32_t u32SPIMode,
               uint32_t u32DataWidth,
               uint32_t u32BusClock)）；
内置5个参数，
SPI_T *spi：选定开启的SPI口。我们选择SPI0。
uint32_t u32MasterSlave：选择主模式或者从模式。这里选择主模式。
uint32_t u32SPIMode：选择SPI的模式，这里有4个待选参数，主要是确定SPI的空闲电平，在上升沿还是下降沿读取数据，在第几个沿读数据等，这个在每个MCU都有该配置，只是M031这里做了一个集合。下图为四个可选参数。

下面给一张控制SPI设备的各个寄存器值设定图，

我这里选择SPI_MODE_0，即：将SPI时钟的空闲状态设为低电平，选择数据在SPI总线时钟的下降沿传输，选择数据在SPI总线时钟的上升沿锁存。
uint32_t u32DataWidth：为数据宽度，可在8-32位之间选择，我这里选择最低的8位，这个是比较常见的数据。
uint32_t u32BusClock：设置SPI的时钟，最大24MHz。

第二个函数为SPI_EnableAutoSS(SPI0, SPI_SS, SPI_SS_ACTIVE_LOW);设置硬件使能，自动从机选择功能。如果无需自动从选，可使用SPI_DisableAutoSS（SPI0）；进行屏蔽，此时可任选一个通用IO控制从选信号。
SPI读写数据：

 /* Write to TX register */SPI_WRITE_TX(SPI0, 0x50650F);/* Check SPI0 busy status */while(SPI_IS_BUSY(SPI0));i32Err = SPI_READ_RX(SPI0);

SPI_WRITE_TX（）进行SPI数据的发送，在等待发送完成后用SPI_READ_RX（）进行读数据便可完成一次完整的SPI数据读写。
PDMA设置

void SPI_DMAInit(void){/* Reset PDMA module */SYS_ResetModule(PDMA_RST);/* Enable PDMA channels */PDMA_Open(PDMA, SPI_OPENED_CH);/*=======================================================================SPI master PDMA TX channel configuration:-----------------------------------------------------------------------Word length = 32 bitsTransfer Count = DATA_COUNTSource = g_au32MasterToSlaveTestPatternSource Address = IncresingDestination = SPI0->TXDestination Address = FixedBurst Type = Single Transfer=========================================================================*//* Set transfer width (32 bits) and transfer count */PDMA_SetTransferCnt(PDMA, SPI_MASTER_TX_DMA_CH, PDMA_WIDTH_8, DATA_COUNT);/* Set source/destination address and attributes */PDMA_SetTransferAddr(PDMA, SPI_MASTER_TX_DMA_CH, (uint32_t)SPI_TX, PDMA_SAR_INC, (uint32_t)&SPI0->TX, PDMA_DAR_FIX);/* Set request source; set basic mode. */PDMA_SetTransferMode(PDMA, SPI_MASTER_TX_DMA_CH, PDMA_SPI0_TX, FALSE, 0);/* Single request type. SPI only support PDMA single request type. */PDMA_SetBurstType(PDMA, SPI_MASTER_TX_DMA_CH, PDMA_REQ_SINGLE, 0);/* Disable table interrupt */PDMA->DSCT[SPI_MASTER_TX_DMA_CH].CTL |= PDMA_DSCT_CTL_TBINTDIS_Msk;/*=======================================================================SPI master PDMA RX channel configuration:-----------------------------------------------------------------------Word length = 32 bitsTransfer Count = DATA_COUNTSource = SPI0->RXSource Address = FixedDestination = g_au32MasterRxBufferDestination Address = IncreasingBurst Type = Single Transfer=========================================================================*//* Set transfer width (32 bits) and transfer count */PDMA_SetTransferCnt(PDMA, SPI_MASTER_RX_DMA_CH, PDMA_WIDTH_8, DATA_COUNT);/* Set source/destination address and attributes */PDMA_SetTransferAddr(PDMA, SPI_MASTER_RX_DMA_CH, (uint32_t)&SPI0->RX, PDMA_SAR_FIX, (uint32_t)SPI_RX, PDMA_DAR_INC);/* Set request source; set basic mode. */PDMA_SetTransferMode(PDMA, SPI_MASTER_RX_DMA_CH, PDMA_SPI0_RX, FALSE, 0);/* Single request type. SPI only support PDMA single request type. */PDMA_SetBurstType(PDMA, SPI_MASTER_RX_DMA_CH, PDMA_REQ_SINGLE, 0);/* Disable table interrupt */PDMA->DSCT[SPI_MASTER_RX_DMA_CH].CTL |= PDMA_DSCT_CTL_TBINTDIS_Msk;/* Enable SPI master DMA function */SPI_TRIGGER_TX_PDMA(SPI0);SPI_TRIGGER_RX_PDMA(SPI0);}

这里PDMA设置和UART差不多，不罗里吧嗦的胡扯了，主要就是一个SPI的使能，这里用SPI_TRIGGER_TX_PDMA（）和SPI_TRIGGER_RX_PDMA（）。这个是UART的SPI没有的。
在这个初始化完成后会进行一次发送和接收，如果不需要请删除 SPI_TRIGGER_TX_PDMA(SPI0)； SPI_TRIGGER_RX_PDMA(SPI0);
如果想要重复PDMA 的发送可做如下处理：

                    /* Re-trigger *//* Master PDMA TX channel configuration *//* Set transfer width (32 bits) and transfer count */PDMA_SetTransferCnt(PDMA, SPI_MASTER_TX_DMA_CH, PDMA_WIDTH_32, DATA_COUNT);/* Set request source; set basic mode. */PDMA_SetTransferMode(PDMA, SPI_MASTER_TX_DMA_CH, PDMA_SPI0_TX, FALSE, 0);/* Master PDMA RX channel configuration *//* Set transfer width (32 bits) and transfer count */PDMA_SetTransferCnt(PDMA, SPI_MASTER_RX_DMA_CH, PDMA_WIDTH_32, DATA_COUNT);/* Set request source; set basic mode. */PDMA_SetTransferMode(PDMA, SPI_MASTER_RX_DMA_CH, PDMA_SPI0_RX, FALSE, 0);/* Enable master's DMA transfer function */SPI_TRIGGER_TX_PDMA(SPI0);SPI_TRIGGER_RX_PDMA(SPI0);

可以封装为一个函数，每次需要启动DMA就调用一次该函数。但是这里又是老问题，启动DMA的速度慢，示波器测试需要8个微秒左右吧，时间过长。同样我们可以混搭寄存器操作，加快代码执行效率，这个技巧非常实用；

void SPI_DMA_WRITE(void){PB1 = 0;/* Master PDMA TX channel configuration */PDMA->CHCTL |= (1 << SPI_MASTER_TX_DMA_CH); /* Enable PDMA channel */PDMA->DSCT[SPI_MASTER_TX_DMA_CH].CTL =(PDMA->DSCT[SPI_MASTER_TX_DMA_CH].CTL & (~(PDMA_DSCT_CTL_TXCNT_Msk | PDMA_DSCT_CTL_OPMODE_Msk))) |(DATA_COUNT - 1) << PDMA_DSCT_CTL_TXCNT_Pos | /* Transfer count */1 << PDMA_DSCT_CTL_OPMODE_Pos;/* Master PDMA RX channel configuration */PDMA->CHCTL |= (1 << SPI_MASTER_RX_DMA_CH); /* Enable PDMA channel */PDMA->DSCT[SPI_MASTER_RX_DMA_CH].CTL =(PDMA->DSCT[SPI_MASTER_RX_DMA_CH].CTL & (~(PDMA_DSCT_CTL_TXCNT_Msk | PDMA_DSCT_CTL_OPMODE_Msk))) |(DATA_COUNT - 1) << PDMA_DSCT_CTL_TXCNT_Pos | /* Transfer count */1 << PDMA_DSCT_CTL_OPMODE_Pos;/* Enable master's DMA transfer function */SPI0->PDMACTL = (SPI_PDMACTL_RXPDMAEN_Msk | SPI_PDMACTL_TXPDMAEN_Msk);while (PDMA->DSCT[SPI_MASTER_TX_DMA_CH].CTL & PDMA_DSCT_CTL_TXCNT_Msk) ;PB1 = 1;}

这样，M031的DMA就完成了，如果需要启动DMA传输，就调用SPI_DMA_WRITE（）函数便可。
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作者：呐咯密密
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