клас SPI – протокол шини Serial Peripheral Interface (з боку контролера)¶

SPI – це синхронний послідовний протокол, яким керує контролер. На фізичному рівні шина складається з 3 ліній: SCK, MOSI, MISO. На одній шині можуть бути кілька пристроїв. Кожен пристрій повинен мати окремий четвертий сигнал CS (Chip Select) для вибору конкретного пристрою на шині, з яким відбувається обмін. Управління сигналом CS повинно здійснюватися у користувацькому коді (через клас machine.Pin).

Існують апаратні та програмні реалізації SPI через класи SPI і SoftSPI. Апаратний SPI використовує підтримку апаратного забезпечення системи для виконання читання/запису і зазвичай є ефективним і швидким, але може мати обмеження щодо того, які виводи можна використовувати. Програмний SPI реалізовано методом побітового маніпулювання і може використовуватися на будь-якому виводі, але є менш ефективним. Ці класи мають однакові доступні методи і відрізняються переважно способом конструювання.

Приклад використання:

from machine import SPI, Pin

spi = SPI(0, baudrate=400000)           # Create SPI peripheral 0 at frequency of 400kHz.
                                        # Depending on the use case, extra parameters may be required
                                        # to select the bus characteristics and/or pins to use.
cs = Pin(4, mode=Pin.OUT, value=1)      # Create chip-select on pin 4.

try:
    cs(0)                               # Select peripheral.
    spi.write(b"12345678")              # Write 8 bytes, and don't care about received data.
finally:
    cs(1)                               # Deselect peripheral.

try:
    cs(0)                               # Select peripheral.
    rxdata = spi.read(8, 0x42)          # Read 8 bytes while writing 0x42 for each byte.
finally:
    cs(1)                               # Deselect peripheral.

rxdata = bytearray(8)
try:
    cs(0)                               # Select peripheral.
    spi.readinto(rxdata, 0x42)          # Read 8 bytes inplace while writing 0x42 for each byte.
finally:
    cs(1)                               # Deselect peripheral.

txdata = b"12345678"
rxdata = bytearray(len(txdata))
try:
    cs(0)                               # Select peripheral.
    spi.write_readinto(txdata, rxdata)  # Simultaneously write and read bytes.
finally:
    cs(1)                               # Deselect peripheral.

Конструктори¶

class machine.SPI(id: int, baudrate: int = 1000000, *, polarity: int = 0, phase: int = 0, bits: int = 8, firstbit: int = MSB, sck: Pin | None = None, mosi: Pin | None = None, miso: Pin | None = None)¶

Створює об’єкт SPI на заданій шині id. Значення id залежать від конкретного порту та його апаратного забезпечення. Значення 0, 1 тощо зазвичай використовуються для вибору апаратного блоку SPI №0, №1 тощо.

Без додаткових параметрів об’єкт SPI створюється, але не ініціалізується (він має налаштування з останньої ініціалізації шини, якщо вона була). Якщо вказані додаткові аргументи, шина ініціалізується. Параметри ініціалізації описані в init.

Методи¶

init(baudrate: int = 1000000, *, polarity: int = 0, phase: int = 0, bits: int = 8, firstbit: int = SPI.MSB, sck: Pin | None = None, mosi: Pin | None = None, miso: Pin | None = None) → None¶

Ініціалізує шину SPI із заданими параметрами:

baudrate – це частота тактового сигналу SCK.

polarity може бути 0 або 1 і задає рівень, на якому перебуває лінія тактового сигналу у стані спокою.

phase може бути 0 або 1 для вибірки даних на першому або другому фронті тактового сигналу відповідно.

bits – ширина кожної передачі у бітах. Тільки значення 8 гарантовано підтримується всім апаратним забезпеченням.

firstbit може бути SPI.MSB або SPI.LSB.

sck, mosi, miso – об’єкти виводів (machine.Pin) для сигналів шини. Для більшості апаратних блоків SPI (що вибираються параметром id конструктора) виводи фіксовані і не можуть бути змінені. У деяких випадках апаратні блоки допускають 2-3 альтернативні набори виводів для апаратного блоку SPI. Довільне призначення виводів можливе лише для драйвера побітового маніпулювання SPI (id = -1).

У випадку апаратного SPI фактична частота тактового сигналу може бути нижчою за запитувану швидкість передачі. Це залежить від апаратного забезпечення платформи. Фактична швидкість може бути визначена шляхом виведення об’єкта SPI.

deinit() → None¶: Вимикає шину SPI.

read(nbytes: int, write: int = 0x00) → bytes¶: Читає кількість байт, вказану в nbytes, одночасно безперервно записуючи єдиний байт, заданий write. Повертає об’єкт bytes із прочитаними даними.

readinto(buf: bytearray, write: int = 0x00) → None¶: Читає у буфер, вказаний у buf, одночасно безперервно записуючи єдиний байт, заданий write. Повертає None.

write(buf: bytes) → None¶: Записує байти, що містяться у buf. Повертає None.

write_readinto(write_buf: bytes, read_buf: bytearray) → None¶: Записує байти з write_buf, одночасно читаючи у read_buf. Буфери можуть бути однаковими або різними, але обидва буфери повинні мати однакову довжину. Повертає None.

Константи¶

MSB: int¶: Передається до firstbit для передачі/прийому найзначущого біту першим (найпоширеніший порядок).

LSB: int¶: Передається до firstbit для передачі/прийому найменш значущого біту першим.

клас SoftSPI – шина SPI з програмною емуляцією¶

Клас SoftSPI реалізує SPI методом побітового маніпулювання довільними виводами GPIO. Він надає ту саму поверхню методів, що й SPI, тому існуючий код, орієнтований на апаратний SPI, може перейти на програмний лише зі зміною конструктора. Використовуйте його, коли потрібні виводи не підключені до апаратного блоку SPI, коли потрібно більше, ніж є доступних апаратних шин, або коли периферійний пристрій вимагає нестандартної фазування тактового сигналу, яку апаратне забезпечення не може забезпечити.

Конструктори¶

class machine.SoftSPI(baudrate: int = 500000, *, polarity: int = 0, phase: int = 0, bits: int = 8, firstbit: int = MSB, sck: Pin | None = None, mosi: Pin | None = None, miso: Pin | None = None)¶

Створює об’єкт програмного SPI. sck, mosi і miso обов’язкові – неявного вибору виводів немає. Значення інших параметрів описані в SPI.init(). baudrate за замовчуванням нижча, ніж для апаратного SPI, оскільки цикл побітового маніпулювання має більші накладні витрати.

Методи¶

init(baudrate: int = 500000, *, polarity: int = 0, phase: int = 0, bits: int = 8, firstbit: int = SoftSPI.MSB, sck: Pin | None = None, mosi: Pin | None = None, miso: Pin | None = None) → None¶: Повторно ініціалізує програмну шину SPI із заданими параметрами. Оновлюються лише передані аргументи; інші зберігають попередні значення. Значення кожного аргументу описані в SPI.init().

deinit() → None¶: Звільняє виводи GPIO, зайняті драйвером побітового маніпулювання, і припиняє керування шиною.

read(nbytes: int, write: int = 0x00) → bytes¶: Читає nbytes байт, одночасно безперервно записуючи єдиний байт write. Повертає об’єкт bytes із отриманими даними.

readinto(buf: bytearray, write: int = 0x00) → None¶: Читає у buf, одночасно безперервно записуючи єдиний байт write. Повертає None.

write(buf: bytes) → None¶: Записує buf на шину. Отримані байти відкидаються.

write_readinto(write_buf: bytes, read_buf: bytearray) → None¶: Одночасно записує write_buf і читає у read_buf. Обидва буфери повинні мати однакову довжину; вони можуть збігатися.

Константи¶

MSB: int¶: Передається до firstbit для передачі/прийому найзначущого біту першим.

LSB: int¶: Передається до firstbit для передачі/прийому найменш значущого біту першим.