目 錄

目的

實現過程

1.中斷向量表和系統時鐘初始化

2.外設初始化

2.1外設初始化（串口）

2.2外設初始化（SPI）

2.3外設初始化（GPIO)

2.4外設初始化（中斷）

3.Si24R1通信模式介紹

4.Si24R1模塊

5.SPI函數

6.TX_mode和RX_mode配置

7.通信判斷??????????????????????????????

目的

通過CSM32RV20開發平臺，使用硬件SPI接口與Si24R1進行通信，通信成功后，通過串口打印數據。

實現過程：

1.中斷向量表和系統時鐘初始化

在IDE里新建項目后，都會包含CLIC_Init()和System_Clock_Init()兩個函數。中斷向量表初始化，系統中斷初始化，用戶無需關心。系統時鐘初始化函數中，可以方便的選中時鐘源、時鐘分頻系數、外設時鐘使能和RC頻率選擇。

int main(void)
{

    ///----System Init ---------------------------------------------------------------------------------------------
    CLIC_Init();//中斷向量表初始化
    System_Clock_Init();//系統時鐘初始化

void System_Clock_Init(void)//系統時鐘初始化
{
    //時鐘源開關
    CMU->SRC_EN  = 1<<1   //RCOSC    bit[1]:0-off, 1-on
                  |1<<0;  //crystal  bit[0]:0-off, 1-on

    //外設和內核時鐘來源選擇
CMU->CLK_SEL = 1<<2   //phripheral  bit[3:2]:0-RCOSC, 1-crystal, 2-LSI(3K), 3-reserved
                  |1<<0;  //cpu         bit[1:0]:0-RCOSC, 1-crystal, 2-LSI(3K), 3-reserved

    //設置時鐘分頻系數
    CMU->CLK_DIV = 0<<10  //RTC         bit[14:10]:0-2, 1-2, 2-2, 3-2, 4-4, 5-4, 6-6, 7-6 ......
                  |0<<5   //phripheral  bit[9:5]:0-1, 1-1, 2-2, 3-3, 4-4, 5-5,......31-31
                  |0<<0;  //CPU         bit[9:5]:0-1, 1-1, 2-2, 3-3, 4-4, 5-5,......31-31

    //外設時鐘使能
    CMU->PER_EN  = 1;    //bit[0]:0-off, 1-on

    //RC頻率選擇
    CMU_RC_DEFAULT->RC_DEFAULT = 0; //bit[0]:0-16MHz, 1-32MHz

}

2.外設初始化

2.1外設初始化（串口）

串口初始化：選中UART1，UART1即可以用作燒錄使用（開發板串口默認使用UART1），又可以調用打印，方便數據輸出。UART1：PA6:TX1，復用配置AF0（默認）。PA5:RX1，復用配置AF0（默認）。

UART_Init_case1(UART1);   //串口初始化

由于開發板上使用的晶振為32MHz，那么我們設置0x0116<<8串口波特率就是115200

UARTx->CTRL = 0<<25        //接收中斷使能: 0-off,1-on
                 |0<<24        //發送中斷使能：0-off,1-on
                 |0x0116<<8    //波特率（對應16M時鐘）：
                               //0x1a0b-2400,0x0683-9600,0x0341-19200,0x0116-57600,0x008b-115200
                               //0x0045-230400,0x0023-460800,0x0011-921600,0x000d-1128800


                 |1<<6         //模式選擇：0-模式0，1-模式1，2/3-模式2
                 |0<<5         //多處理器使能
                 |1<<4         //接收使能
                 |0<<3         //發送數據bit8
                 |0<<2;        //接收數據bit8

2.2外設初始化（SPI）

SPI初始化，選中非中斷模式。Si24R1采用四線制SPI，與MCU連接共6根線。Si24R1芯片引腳介紹（MOSI和MISO直接與MCU的硬件SPI對應連接即可，即MOSI與SPI1_MOSI連接）。CE，芯片開啟信號，激活 RX 或 TX 模式。CSN，SPI 片選信號。SCK，SPI 時鐘信號。MOSI，SPI 輸入信號。MISO，SPI輸出信號。IRQ，可屏蔽中斷信號（可以通過0x00寄存器CONFIG配置屏蔽），低電平有效。

 SPI_Init_case1(SPI1);     //SPI初始化,非中斷模式

CSM32RV20，硬件SPI1引腳說明：PA2-SPI1_SCK，PA3-SPI1_MISO，PA4_SPI1_MOSI.

   if(SPIx==SPI1)
    {
        //用戶自選CSN，軟件操作片選信號


        //配置SCK
        GPIO_MODE_Init(GPIOA, PIN2, GPIO_MODE_AF);  //PA2復用模式
        GPIO_AF_Init(GPIOA,  PIN2,  GPIO_AF0);  //PA2復用到SPI1_SCK

        //配置MISO
        GPIO_MODE_Init(GPIOA, PIN3, GPIO_MODE_AF);  //PA3復用模式
        GPIO_AF_Init(GPIOA,  PIN3,  GPIO_AF0);  //PA3復用到SPI1_MISO

        //配置MOSI
        GPIO_MODE_Init(GPIOA, PIN4, GPIO_MODE_AF);  //PA4復用模式
        GPIO_AF_Init(GPIOA,  PIN4,  GPIO_AF0);  //PA4復用到SPI1_MOSI
    }

根據Si24R1的SPI協議，CPHA時鐘相位和CPOL的時鐘極性(SCK空閑時狀態為低電平，上升沿采樣下降沿輸出），選中SPI模式0。SPI速率選擇為8分頻-4MHz。使用軟件CSN控制

SPIx->CTRL = 0x0<<8     //中斷使能：0-關閉，1-開啟
                |0x0<<7     //時鐘極性：0-低電平，1-高電平
                |0x0<<6     //時鐘相位：0-前沿采樣，后沿輸出，1-前沿輸出，后沿采樣，
                |0x1<<4     //SPI使能：0-關閉，1-使能
                |0x3;       //時鐘分頻：0-2分頻，1-2分頻，2-2分頻，3-8分頻，4-16分頻，5-32分頻，6-64分頻，其他：64分頻

2.3外設初始化（GPIO)

初始化CE,CSN,IRQ

SPI1_CSN_Init_case1();//CFG: CE-GPIO9,CSN-GPIO8,IRQ-GPIO7

void SPI1_CSN_Init_case1(void)//CFG: CE-GPIO9,CSN-GPIO8,IRQ-GPIO7
{
   GPIO_MODE_Init(GPIOA,PIN8,GPIO_MODE_OUTPUT);//CSN
    GPIO_Write(GPIOA,PIN8,GPIO_SET);//CSN=1

    GPIO_MODE_Init(GPIOA,PIN9,GPIO_MODE_OUTPUT);//CE
    GPIO_Write(GPIOA,PIN9,GPIO_RESET);//CE=0

    GPIO_MODE_Init(GPIOA,PIN7,GPIO_MODE_INPUT);//IRQ

}

2.4外設初始化（中斷）

中斷IRQ引腳，開發板上選擇為PA7。

   GPIO_EXIT_Init_case4(GPIOA, PIN7);//檢測下降沿
   Interrupt_Enable(EXIT9_5_int_ID);//CLIC使能EXIT中斷
   SYS_Interrupt_Enable(); CLIC開總中斷

void GPIO_EXIT_Init_case4(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint8_t PINx)//檢測下降沿
{
    GPIO_MODE_Init(GPIOx, PINx, GPIO_MODE_INPUT);
    GPIO_EXIT_MODE_Init(GPIOx, PINx, GPIO_EXIT_FALLING);
    GPIO_PULL_Init(GPIOx, PINx, GPIO_PULLUP);  //內部上拉
    GPIO_INTER_enable(GPIOx, PINx);   //GPIO 中斷使能
}

中斷處理函數：

void EXIT9_5_IRQHandler(void)
{

    if(EXTI->ISR&(0x1<<7)) //外部中斷 PA7
    {

        IRQ_flag=1;
        EXTI->ISR |= 0x1<<7;
        //IRQ Handler......
    }

3.Si24R1通信模式介紹

Si24R1通信模式有兩種，一種是Si24R1通信模式，一種是兼容模式，兩者的區別就在于是否有包控制字，包控制可以實現動態負載長度，ACK通信，ACKPAYLAOD通信等。
Si24R1通信模式：

兼容模式：

4.Si24R1模塊

Si24R1模塊采用億佰特的E01C

5. SPI函數

SPI讀寫函數：SPI1讀寫一個字節

uint8_t spi_rw_byte(uint8_t byte)
{
    uint8_t a;
    SPI_Transceive(SPI1,&byte,&a,1);
    return  a;
}

SPI寫寄存器：寫數據value到reg寄存器，同時返回寄存器值

uint8_t spi_rw_reg(uint8_t reg,uint8_t value)
{
uint8_t status;

reg |= W_REGISTER ;                        //寫寄存器命令

        GPIO_Write(GPIOA,PIN8,GPIO_RESET);
status=spi_rw_byte(reg);            //選擇寄存器，同時返回狀態字
spi_rw_byte(value);
        GPIO_Write(GPIOA,PIN8,GPIO_SET);

return status;                //返回狀態寄存器
}

SPI讀寄存器：

//========從reg寄存器中讀一個字節的數據========
uint8_t spi_rd_reg(uint8_t reg)
{
uint8_t value;

reg |= R_REGISTER ;       //讀寄存器命令
GPIO_Write(GPIOA,PIN8,GPIO_RESET);
    spi_rw_byte(reg);
value = spi_rw_byte(0);         //從該寄存器中讀數據
    GPIO_Write(GPIOA,PIN8,GPIO_SET);

return (value );     //返回狀態寄存器
}

SPI讀BUFF:

//函數：spi_read_buf()
//功能：從reg寄存器讀出bytes個字節，通常用來讀取接收通道數據 或 接收/發送地址
//=====================================================================================
uint8_t spi_read_buf(uint8_t reg, uint8_t *pBuf, uint8_t bytes)
{

uint8_t status;
uint8_t i;
reg |= R_REGISTER;
    GPIO_Write(GPIOA,PIN8,GPIO_RESET);
  status  = spi_rw_byte(reg);                      // 選擇寄存器，同時返回狀態字
  for(i = 0; i < bytes; i++)
    {
   pBuf[i] = spi_rw_byte(0);    // 逐個字節從Si24R1讀出
}
  GPIO_Write(GPIOA,PIN8,GPIO_SET);                             // CSN拉高，結束數據傳輸
  return(status);                           // 返回狀態寄存器
}

SPI寫BUFF：

//函數：spi_write_buf()
//功能：把pBuf緩存中的數據寫入到Si24R1，通常用來寫入發射通道數據 或 接收/發送地址
//=====================================================================================
uint8_t spi_write_buf(uint8_t reg, uint8_t *pBuf, uint8_t bytes)
{
uint8_t status, i;
reg |= W_REGISTER;
  GPIO_Write(GPIOA,PIN8,GPIO_RESET);                            // CSN置低，開始傳輸數據
  status = spi_rw_byte(reg);      // 選擇寄存器，同時返回狀態字
  for(i = 0; i < bytes; i++)
    {
   spi_rw_byte(pBuf[i]);        // 逐個字節寫入Si24R1
}
  GPIO_Write(GPIOA,PIN8,GPIO_SET);       // CSN拉高，結束數據傳輸
  return(status);              // 返回狀態寄存器
}

?

6. TX_mode和RX_mode配置

TX_mode: CE拉低后，配置發射地址、發射地址寬度、射頻信道、傳輸速率，發射功率，配置發射模式、CRC、清除STATUS寄存器的標志位！！！（可能在調試程序或者異常退出，沒有清除STATUS，但是芯片沒斷電，可能IRQ的電平一直為低，最好就在初始化時清除STATUS寄存器的標志位。

spi_rw_reg(STATUS,0xff);

//Si24R1 NOACK 發射模式
void Si24R1_Tx_Mode(void)
{
GPIO_Write(GPIOA,CE_Pin,GPIO_RESET);

    spi_write_buf(TX_ADDR, TX_ADDRESS, 5); // 寫入發送地址
spi_rw_reg(FEATURE, 0x01); // 使能 W_TX_PAYLOAD_NOACK 命令

spi_rw_reg(SETUP_AW, 0x03); // 5 byte Address width
spi_rw_reg(RF_CH, 2); // 選擇射頻通道0x40
spi_rw_reg(RF_SETUP, 0x0f); // 數據傳輸率 2Mbps
spi_rw_reg(CONFIG, 0x0e); //配置為發射模式、CRC 為 2Bytes
    spi_rw_reg(STATUS,0xff);
//GPIO_Write(GPIOA,CE_Pin,GPIO_SET);
}

RX_mode: 發射端的配置與接收端的配置一致即可

//Si24R1 NOACK 接收模式
void Si24R1_Rx_Mode(void)
{
GPIO_Write(GPIOA,CE_Pin,GPIO_RESET);

spi_write_buf(RX_ADDR_P0, TX_ADDRESS, 5); // 寫入接收地址
//spi_rw_reg(FEATURE, 0x01); // 使能 W_TX_PAYLOAD_NOACK 命令
spi_rw_reg(EN_RXADDR , 0x01); // 使能接收通道
spi_rw_reg(RF_CH, 2); // 選擇射頻通道0x40
spi_rw_reg(RX_PW_P0 ,TX_PLOAD_WIDTH ); // 設置接收通道0負載數據寬度
spi_rw_reg(SETUP_AW, 0x03);   // 5 byte Address width
spi_rw_reg(RF_SETUP, 0x0f); // 數據傳輸率 2Mbps
spi_rw_reg(CONFIG, 0x0f); //配置為接收方、RC 為 2Bytes
spi_rw_reg(STATUS,0xff);
//
//GPIO_Write(GPIOa,CE_Pin,GPIO_SET);
}

Si24R1_TxPacket():發射函數，主要是給TX_FIFO填充數據，CE拉高后就會發射出去。其中要注意：發射前最好擦除FIFO，再填寫FIFO，這樣對異常的數據發送可以起到一定的屏蔽作用，否則可能會陷入始終發上一包寫入數據的怪圈。等到IRQ下降沿中斷后，判斷是否為發射完成中斷，完成即返回TX_OK；

uint8_t Si24R1_TxPacket()
{
uint8_t sta;
uint8_t TX_BUF[TX_PLOAD_WIDTH] = {0,7,7,5,8,5,2,1};
IRQ_flag=0;
    spi_rw_reg(FLUSH_TX,0xff);
    spi_rw_reg(FLUSH_RX,0xff);
//GPIO_Write(GPIOA,CE_Pin,GPIO_RESET);
//使用NOACK模式時，應使用命令 W_TX_PAYLOAD_NOACK
spi_write_buf(W_TX_PAYLOAD_NOACK,TX_BUF,TX_PLOAD_WIDTH);//寫數據到TX BUF

  //spi_write_buf(W_TX_PAYLOAD,TX_BUF,TX_PLOAD_WIDTH);//寫數據到TX BUF
 GPIO_Write(GPIOA,CE_Pin,GPIO_SET);//啟動發送
 Delay32M_us(10);
while(0==IRQ_flag)
{
        NOP;     //切記一定得加NOP指令，由于GCC編譯器優化問題，程序會只調用一次中斷標志。

}//等待發送完成
IRQ_flag=0;
sta = spi_rd_reg(STATUS);        // 返回狀態寄存器
spi_rw_reg(W_REGISTER+STATUS,sta); //清除TX_DS或MAX_RT中斷標志
if(sta&MAX_RT)//達到最大重發次數
{
spi_rw_reg(FLUSH_TX,0xff);//清除TX FIFO寄存器
return MAX_RT;
}
if(sta&TX_OK)//發送完成
{
return TX_OK;
}
return 0xff;//其他原因發送失敗
}

其中，需要注意的是：在等待中斷的標志IRQ_flag時，如果直接判斷，由于GCC編譯器優化，我們利用IDE的反匯編功能，查看下兩者的區別：

while(0==IRQ_flag);

while(0==IRQ_flag)
{
        NOP;    
}

7.通信判斷

main（）函數中，調用Si24R1_TxPacket();函數，判斷返回值是否為發射完成TX_OK標志，閃燈+打印即可。打印這里，雖然庫函數里有printf（）和ee_printf(),都支持，但是推薦使用ee_printf()函數，這個是簡化版的printf函數(而不是C運行庫中提供的printf函數)，以此生成的代碼體積就會更小。

       sta=Si24R1_TxPacket( );
        Delay32M_ms(500);

        if(sta==TX_OK)
        {
        GPIO_Write(GPIOA,PIN10,GPIO_RESET);
        Delay32M_ms(500);
        GPIO_Write(GPIOA,PIN10,GPIO_SET);
        ee_printf("Hello,IC農民\r\n");
        }
        else
            Delay32M_ms(20);

}

總結

1.注意在等中斷IRQ產生后的IRQ_flag時，需要對while(0==IRQ_flag)處理時，在函數里加入一個NOP指令，以此規避GCC編譯器優化的問題造成IRQ_flag只判斷一次。

2.使用ee_printf（）函數,減少代碼體積。

3. 在程序里有使能中斷時，在使能單個中斷后，需要開啟中斷總開關，否則會出現無法進入中斷！！。例如：

   Interrupt_Enable(EXIT9_5_int_ID);//CLIC使能EXIT中斷
   SYS_Interrupt_Enable(); CLIC開總中斷

那么，這里，硬件SPI，串口打印，GPIO中斷等外設就操作完了。個人能力有限，歡迎大家批評指正。

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