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07_SPI_DAC模块上机实验

参考资料：

  • 内核驱动：drivers/spi/spidev.c

  • 内核提供的测试程序：tools/spi/spidev_fdx.c

  • 内核文档：Documentation/spi/spidev

  • DAC芯片手册：TLC5615.pdf

1. 硬件​

1.1 原理图​

IMX6ULL:

image-20220309150927785

STM32MP157:

image-20220309151025637

原理图：

image-20220309151636533

1.2 连接​

1.2.1 IMX6ULL​

DAC模块接到IMX6ULL扩展板的SPI_A插座上：

image-20220309164031109

1.2.2 STM32MP157​

DAC模块接到STM32MP157扩展板的SPI_A插座上：

image-20220311100618477

2. 编写设备树​

确认SPI时钟最大频率：

image-20220309163435541

T = 25 + 25 = 50ns
F = 20000000 = 20MHz

设备树如下：

    dac: dac {
        compatible = "spidev";
        reg = <0>;
        spi-max-frequency = <20000000>;
    };

2.1 IMX6ULL​

image-20220311101017666

DAC模块接在这个插座上，那么要在设备树里spi1的节点下创建子节点。

代码在arch/arm/boot/dts/100ask_imx6ull-14x14.dtb中，如下：

&ecspi1 {
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&pinctrl_ecspi1>;

    fsl,spi-num-chipselects = <2>;
    cs-gpios = <&gpio4 26 GPIO_ACTIVE_LOW>, <&gpio4 24 GPIO_ACTIVE_LOW>;
    status = "okay";

    dac: dac {
        compatible = "spidev";
        reg = <0>;
        spi-max-frequency = <20000000>;
    };
};

2.2 STM32MP157​

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DAC模块接在这个插座上，那么要在设备树里spi5的节点下创建子节点。

代码在arch/arm/boot/dts/stm32mp157c-100ask-512d-lcd-v1.dts中，如下：

&spi5 {
        pinctrl-names = "default", "sleep";
        pinctrl-0 = <&spi5_pins_a>;
        pinctrl-1 = <&spi5_sleep_pins_a>;
        status = "okay";
        cs-gpios = <&gpioh 5 GPIO_ACTIVE_LOW>, <&gpioz 4 GPIO_ACTIVE_LOW>;
        spidev: icm20608@0{
                compatible = "invensense,icm20608";
                interrupts = <0 IRQ_TYPE_EDGE_FALLING>;
                interrupt-parent = <&gpioz>;
                spi-max-frequency = <8000000>;
                reg = <0>;
        };
        dac_test: dac_test@1{
                compatible = "spidev";
                spi-max-frequency = <20000000>;
                reg = <1>;
        };
};

3. 编译替换设备树​

3.1 IMX6ULL​

3.1.1 设置工具链​

export ARCH=arm
export CROSS_COMPILE=arm-buildroot-linux-gnueabihf-
 export PATH=$PATH:/home/book/100ask_imx6ull-sdk/ToolChain/arm-buildroot-linux-gnueabihf_sdk-buildroot/bin

3.1.2 编译、替换设备树​

  • 编译设备树： 在Ubuntu的IMX6ULL内核目录下执行如下命令, 得到设备树文件：arch/arm/boot/dts/100ask_imx6ull-14x14.dtb

    make dtbs

  • 复制到NFS目录：

    $ cp arch/arm/boot/dts/100ask_imx6ull-14x14.dtb ~/nfs_rootfs/

  • 开发板上挂载NFS文件系统

    [root@100ask:~]#  mount -t nfs -o nolock,vers=3 192.168.1.137:/home/book/nfs_rootfs /mnt

  • 更新设备树

    [root@100ask:~]# cp /mnt/100ask_imx6ull-14x14.dtb /boot
    [root@100ask:~]# sync

  • 重启开发板

3.2 STM32MP157​

3.2.1 设置工具链​

export ARCH=arm
export CROSS_COMPILE=arm-buildroot-linux-gnueabihf-
export PATH=$PATH:/home/book/100ask_stm32mp157_pro-sdk/ToolChain/arm-buildroot-linux-gnueabihf_sdk-buildroot/bin

3.2.2 编译、替换设备树​

  • 编译设备树： 在Ubuntu的STM32MP157内核目录下执行如下命令, 得到设备树文件：arch/arm/boot/dts/stm32mp157c-100ask-512d-lcd-v1.dtb

    make dtbs

  • 复制到NFS目录：

    $ cp arch/arm/boot/dts/stm32mp157c-100ask-512d-lcd-v1.dtb ~/nfs_rootfs/

  • 开发板上挂载NFS文件系统

    [root@100ask:~]#  mount -t nfs -o nolock,vers=3 192.168.1.137:/home/book/nfs_rootfs /mnt

  • 确定设备树分区挂载在哪里

    由于版本变化，STM32MP157单板上烧录的系统可能有细微差别。 在开发板上执行cat /proc/mounts后，可以得到两种结果(见下图)：

    • mmcblk2p2分区挂载在/boot目录下(下图左边)：无需特殊操作，下面把文件复制到/boot目录即可

    • mmcblk2p2挂载在/mnt目录下(下图右边)

  • 在视频里、后面文档里，都是更新/boot目录下的文件，所以要先执行以下命令重新挂载：

    • mount /dev/mmcblk2p2 /boot

  • 更新设备树

    [root@100ask:~]# cp /mnt/stm32mp157c-100ask-512d-lcd-v1.dtb /boot/
    [root@100ask:~]# sync

  • 重启开发板

4. 编译spidev驱动​

首先要确定内核中已经含有spidev。在内核目录下执行make menuconfig，查看是否有改驱动，如下图：

-> Device Drivers
  -> SPI support (SPI [=y]) 
    < >   User mode SPI device driver support

如果User mode SPI device driver support前面不是<Y>或<M>，可以输入M表示把它编译为模块。

  • 如果已经是<Y>，则不用再做其他事情。
  • 如果你设置为<M>，在内核目录下执行make modules，把生成的drivers/spi/spidev.ko复制到NFS目录备用

5. 编译APP​

arm-buildroot-linux-gnueabihf-gcc  -o  dac_test  dac_test.c

6. 上机实验​

如果spidev没有被编译进内核，那么先执行：

insmod spidev.ko

确定设备节点：

ls /dev/spidev*

假设设备节点为/dev/spidev0.0，执行测试程序：

./dac_test  /dev/spidev0.0  500
./dac_test  /dev/spidev0.0  600
./dac_test  /dev/spidev0.0  1000