从 Arduino 到 Raspberry Pi 的不可靠 SPI 字节数组传输
Unreliable SPI byte array transfer from Arduino to Raspberry Pi
我正在从事一个项目，该项目从 Arduino Pro Mini 收集数据并使用 SPI 将其发送到 raspberry Pi 进行存储。
Pro Mini 将读取模拟输入并计算电压（一旦我完成），并在提示使用 ISR 时将值传递给 Pi。
我在两个平台上使用 C/C++ 以保持统一。从属代码使用 Arduino IDE 剪辑在一起，主代码基于 Pi 的 BCM2835 SPI 库示例。
Arduino 代码旨在计算一个 float 值并将浮点值预处理为 4 bytes/chars 的数组（我正在为二进制拍摄，因为我认为这是最好的方法）。
一旦 Pi 提示，每个字节都会被发送并重新编译成浮点数。
这是我现在拥有的：
奴隶
/*************************************************************
ARDUINO BREAKER READ/SPI PRE-PROC/TRANSMIT CASES
****************************************************************/
/***************************************************************
Global Variables
***************************************************************/
byte command = 0; //command from PI
byte bytes[4]; //
int sensorVoltage, sensorCurrent; //eventual live reading vars
float Voltage, Current, RealCurrent, RealVoltage, Power;
/***************************************************************
Set Up
-designate arudino as slave
-turn on interrupts
***************************************************************/
void setup (void)
{
//debugging with serial monitor
Serial.begin(9600);
// Set up arduino as slave
pinMode(MOSI, INPUT);
pinMode(SCK, INPUT);
pinMode(SS, INPUT);
pinMode(MISO, OUTPUT);
// turn on SPI in slave mode
SPCR |= _BV(SPE);
// turn on interrupts
SPCR |= _BV(SPIE);
} // end of setup
/*************************************************************
Interrupt Service Routine
************************************************************/
// SPI interrupt routine
ISR (SPI_STC_vect)
{
delay(500); //for errors
// Create union of shared memory space
union
{
float f_var;
unsigned char bytes[4];
} u;
// Overwrite bytes of union with float variable
u.f_var = RealVoltage;
// Assign bytes to input array
memcpy(bytes, u.bytes, 4);
byte c = SPDR;
command = c;
switch (command)
{
// null command zeroes register
case 0:
SPDR = 0;
break;
// case a - d reserved for voltage
case 'a':
SPDR = bytes[3];
break;
// incoming byte, return byte result
case 'b':
SPDR = bytes[2];
break;
// incoming byte, return byte result
case 'c':
SPDR = bytes[1];
break;
// incoming byte, return byte result
case 'd':
SPDR = bytes[0];
break;
/** // case e -h reserved for current
case 'e':
SPDR = amps.b[0];
break;
// incoming byte, return byte result
case 'f':
SPDR = amps.b[1];
break;
// incoming byte, return byte result
case 'g':
SPDR = amps.b[2];
break;
// incoming byte, return byte result
case 'h':
SPDR = amps.b[3];
break;
// case i - l reserved for wattage
case 'i':
SPDR = watts.b[0];
break;
// incoming byte, return byte result
case 'j':
SPDR = watts.b[1];
break;
// incoming byte, return byte result
case 'k':
SPDR = watts.b[2];
break;
// incoming byte, return byte result
case 'l':
SPDR = watts.b[3];
break;**/
} // end of switch
} // end of interrupt service routine (ISR) SPI_STC_vect
/***************************************************************
Loop until slave is enabled by Pi.
****************************************************************/
void loop (void)
{
/*************************************************************
Read and Calculate
****************************************************************/
/**
sensorVoltage = analogRead(A2);
sensorCurrent = analogRead(A3);
Voltage = sensorVoltage*(5.0/1023.0);
Current = sensorCurrent*(5.0/1023.0);
RealCurrent = Current/0.204545;
RealVoltage = (Voltage/0.022005);
Power = RealVoltage*RealCurrent;
**/
RealVoltage = 1.234;
/*************************************************************
Loop Check for SS activation
****************************************************************/
// if SPI not active, clear current command, else preproc floats and pass to SPI
if (digitalRead (SS) == HIGH){
command = 0;
}
/*************************************************************
Debug with serial monitor
****************************************************************/
/*
Serial.print("Byte 3: ");
Serial.println(bytes[3],BIN);
delay(500);
Serial.print("Byte 2: ");
Serial.println(bytes[2],BIN);
delay(500);
Serial.print("Byte 1: ");
Serial.println(bytes[1],BIN);
delay(500);
Serial.print("Byte 0: ");
Serial.println(bytes[0],BIN);
delay(1000);
Serial.println();*/
}
硕士
#include <bcm2835.h>
#include <stdio.h>
void setup()
{
bcm2835_spi_begin();
bcm2835_spi_setBitOrder(BCM2835_SPI_BIT_ORDER_LSBFIRST); // The default
bcm2835_spi_setDataMode(BCM2835_SPI_MODE0); // The default
bcm2835_spi_setClockDivider(BCM2835_SPI_CLOCK_DIVIDER_65536); // The default
bcm2835_spi_setChipSelectPolarity(BCM2835_SPI_CS0, LOW); // the default
}
char getByte(const char command){
char read_data = bcm2835_spi_transfer(command);
delay(100);
return read_data;
}
int main(int argc, char **argv)
{
//If you call this, it will not actually access the GPIO
//Use for testing
//bcm2835_set_debug(1);
if (!bcm2835_init())
return 1;
setup();
//Start communication
bcm2835_spi_chipSelect(BCM2835_SPI_CS0);// Enable 0
//voltage 1-4
char read_data = getByte('a');
printf("byte is %02d\n", read_data);
read_data = getByte('b');
printf("byte is %02d\n", read_data);
read_data = getByte('c');
printf("byte is %02d\n", read_data);
read_data = getByte('d');
printf("byte is %02d\n", read_data);
/** voltage = volts.f;
printf("%.6f", voltage);
printf("\n");
**/
delay(1000);
bcm2835_spi_setChipSelectPolarity(BCM2835_SPI_CS0, HIGH);
bcm2835_spi_chipSelect(BCM2835_SPI_CS0);// Disable 0
bcm2835_spi_end();
bcm2835_close();
return 0;
}
我正在使用固定值来调试代码。有时 Pi 上 SPI 的输出是准确的，但有时它会改变并输出部分准确的 and/or 个随机字节。
我一直无法解决的问题是 Pi 方面的稳定性，因此我正在寻求帮助，以评估我的代码是否导致不准确或者是否是我的硬件问题。
我猜我会说这是发送方和接收方之间的时间问题。尝试查看您正在接收的数据位，看看它们是向前移动还是向后移动。这可能表明 pi 等待开始接收的时间太长，或者没有等待足够长的时间来接收所有数据。我认为问题可能与延迟有关：
delay(500); //for errors
在 Arduino 上，
delay(1000);
在接收器上。你为什么要用这些？ 500ms 是让 pi 等待对 SPI 数据的响应的很长时间。
请注意，现在还有一个用于 pi 的 SPI 内核驱动程序 (spidev) - 这是一种更符合行业标准的方法，并且可能是一种更强大的方法。
在 raspberry pi github 网站上有一个很好的例子：https://github.com/raspberrypi/linux/blob/rpi-4.4.y/Documentation/spi/spidev_test.c
我正在从事一个项目，该项目从 Arduino Pro Mini 收集数据并使用 SPI 将其发送到 raspberry Pi 进行存储。
Pro Mini 将读取模拟输入并计算电压（一旦我完成），并在提示使用 ISR 时将值传递给 Pi。
我在两个平台上使用 C/C++ 以保持统一。从属代码使用 Arduino IDE 剪辑在一起，主代码基于 Pi 的 BCM2835 SPI 库示例。
Arduino 代码旨在计算一个 float 值并将浮点值预处理为 4 bytes/chars 的数组（我正在为二进制拍摄，因为我认为这是最好的方法）。 一旦 Pi 提示，每个字节都会被发送并重新编译成浮点数。
这是我现在拥有的：
奴隶
/*************************************************************
ARDUINO BREAKER READ/SPI PRE-PROC/TRANSMIT CASES
****************************************************************/
/***************************************************************
Global Variables
***************************************************************/
byte command = 0; //command from PI
byte bytes[4]; //
int sensorVoltage, sensorCurrent; //eventual live reading vars
float Voltage, Current, RealCurrent, RealVoltage, Power;
/***************************************************************
Set Up
-designate arudino as slave
-turn on interrupts
***************************************************************/
void setup (void)
{
//debugging with serial monitor
Serial.begin(9600);
// Set up arduino as slave
pinMode(MOSI, INPUT);
pinMode(SCK, INPUT);
pinMode(SS, INPUT);
pinMode(MISO, OUTPUT);
// turn on SPI in slave mode
SPCR |= _BV(SPE);
// turn on interrupts
SPCR |= _BV(SPIE);
} // end of setup
/*************************************************************
Interrupt Service Routine
************************************************************/
// SPI interrupt routine
ISR (SPI_STC_vect)
{
delay(500); //for errors
// Create union of shared memory space
union
{
float f_var;
unsigned char bytes[4];
} u;
// Overwrite bytes of union with float variable
u.f_var = RealVoltage;
// Assign bytes to input array
memcpy(bytes, u.bytes, 4);
byte c = SPDR;
command = c;
switch (command)
{
// null command zeroes register
case 0:
SPDR = 0;
break;
// case a - d reserved for voltage
case 'a':
SPDR = bytes[3];
break;
// incoming byte, return byte result
case 'b':
SPDR = bytes[2];
break;
// incoming byte, return byte result
case 'c':
SPDR = bytes[1];
break;
// incoming byte, return byte result
case 'd':
SPDR = bytes[0];
break;
/** // case e -h reserved for current
case 'e':
SPDR = amps.b[0];
break;
// incoming byte, return byte result
case 'f':
SPDR = amps.b[1];
break;
// incoming byte, return byte result
case 'g':
SPDR = amps.b[2];
break;
// incoming byte, return byte result
case 'h':
SPDR = amps.b[3];
break;
// case i - l reserved for wattage
case 'i':
SPDR = watts.b[0];
break;
// incoming byte, return byte result
case 'j':
SPDR = watts.b[1];
break;
// incoming byte, return byte result
case 'k':
SPDR = watts.b[2];
break;
// incoming byte, return byte result
case 'l':
SPDR = watts.b[3];
break;**/
} // end of switch
} // end of interrupt service routine (ISR) SPI_STC_vect
/***************************************************************
Loop until slave is enabled by Pi.
****************************************************************/
void loop (void)
{
/*************************************************************
Read and Calculate
****************************************************************/
/**
sensorVoltage = analogRead(A2);
sensorCurrent = analogRead(A3);
Voltage = sensorVoltage*(5.0/1023.0);
Current = sensorCurrent*(5.0/1023.0);
RealCurrent = Current/0.204545;
RealVoltage = (Voltage/0.022005);
Power = RealVoltage*RealCurrent;
**/
RealVoltage = 1.234;
/*************************************************************
Loop Check for SS activation
****************************************************************/
// if SPI not active, clear current command, else preproc floats and pass to SPI
if (digitalRead (SS) == HIGH){
command = 0;
}
/*************************************************************
Debug with serial monitor
****************************************************************/
/*
Serial.print("Byte 3: ");
Serial.println(bytes[3],BIN);
delay(500);
Serial.print("Byte 2: ");
Serial.println(bytes[2],BIN);
delay(500);
Serial.print("Byte 1: ");
Serial.println(bytes[1],BIN);
delay(500);
Serial.print("Byte 0: ");
Serial.println(bytes[0],BIN);
delay(1000);
Serial.println();*/
}
硕士
#include <bcm2835.h>
#include <stdio.h>
void setup()
{
bcm2835_spi_begin();
bcm2835_spi_setBitOrder(BCM2835_SPI_BIT_ORDER_LSBFIRST); // The default
bcm2835_spi_setDataMode(BCM2835_SPI_MODE0); // The default
bcm2835_spi_setClockDivider(BCM2835_SPI_CLOCK_DIVIDER_65536); // The default
bcm2835_spi_setChipSelectPolarity(BCM2835_SPI_CS0, LOW); // the default
}
char getByte(const char command){
char read_data = bcm2835_spi_transfer(command);
delay(100);
return read_data;
}
int main(int argc, char **argv)
{
//If you call this, it will not actually access the GPIO
//Use for testing
//bcm2835_set_debug(1);
if (!bcm2835_init())
return 1;
setup();
//Start communication
bcm2835_spi_chipSelect(BCM2835_SPI_CS0);// Enable 0
//voltage 1-4
char read_data = getByte('a');
printf("byte is %02d\n", read_data);
read_data = getByte('b');
printf("byte is %02d\n", read_data);
read_data = getByte('c');
printf("byte is %02d\n", read_data);
read_data = getByte('d');
printf("byte is %02d\n", read_data);
/** voltage = volts.f;
printf("%.6f", voltage);
printf("\n");
**/
delay(1000);
bcm2835_spi_setChipSelectPolarity(BCM2835_SPI_CS0, HIGH);
bcm2835_spi_chipSelect(BCM2835_SPI_CS0);// Disable 0
bcm2835_spi_end();
bcm2835_close();
return 0;
}
我正在使用固定值来调试代码。有时 Pi 上 SPI 的输出是准确的，但有时它会改变并输出部分准确的 and/or 个随机字节。
我一直无法解决的问题是 Pi 方面的稳定性，因此我正在寻求帮助，以评估我的代码是否导致不准确或者是否是我的硬件问题。
我猜我会说这是发送方和接收方之间的时间问题。尝试查看您正在接收的数据位，看看它们是向前移动还是向后移动。这可能表明 pi 等待开始接收的时间太长，或者没有等待足够长的时间来接收所有数据。我认为问题可能与延迟有关：
delay(500); //for errors
在 Arduino 上，
delay(1000);
在接收器上。你为什么要用这些？ 500ms 是让 pi 等待对 SPI 数据的响应的很长时间。
请注意，现在还有一个用于 pi 的 SPI 内核驱动程序 (spidev) - 这是一种更符合行业标准的方法，并且可能是一种更强大的方法。
在 raspberry pi github 网站上有一个很好的例子：https://github.com/raspberrypi/linux/blob/rpi-4.4.y/Documentation/spi/spidev_test.c