在 PROGMEM 中添加更多数据会中断 Arduino Mega 2560 上的 SPI 传输

Question

我正在从事一个涉及 Arduino Mega (2560) 和 Waveshare ePaper 显示器的小项目（或者我认为如此）。

我已经让它与库 (epd7in5) 一起正常工作，并且我已经在 PROGMEM 中添加了两个图像。但是一旦我添加了第三张图片（因此 PROGMEM 中的第三个条目），电子纸屏幕就不会再启动了。在库中添加一些调试显示代码卡在特定的 SPI.transfer().

编辑：理论 有没有可能是flash数据太多的时候SPI不兼容？我已经读过 64kb 是最大值。我有两张图片略高于此，但三张图片明显如此。这可能会破坏 SPI 吗？如果是这样：我可以修复它吗？

我添加了下面的代码以及 SPI.transfer() 失败的库的特定部分。

Main.cpp

删除与 dummy3 相关的代码可确保 dummy3 数组无法编译。仅使用 dummy1 和 dummy2 一切正常。添加 dummy3，程序卡在 epd.Init().

#include <SPI.h>
#include <epd7in5.h>
#include "imagedata.h"

Epd epd;

void debug(String);

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  debug("Serial begin");

  if (epd.Init() != 0) {
    debug("INIT FAILED!");
    return;
  }

  debug("Changing image");
  epd.DisplayFrame(dummy1);  //DisplayFrame by default includes WaitUntilIdle.
  debug("dummy1 on ePaper");
  delay(1000);
  debug("Changing image");
  epd.DisplayFrame(dummy2);
  debug("dummy2 on ePaper");
  delay(1000);
  debug("Changing image");
  epd.DisplayFrame(dummy3);
  debug("dummy2 on ePaper");
  epd.SendCommand(POWER_OFF); 
  debug("POWER_OFF");
}

void loop() {
}

void debug(String message) {
  Serial.print(millis());
  Serial.print("\t");
  Serial.println(message);
}

imagedata.cpp

我删除了实际的图像数据，因为它太多了。两个图像导致总闪存为 67326 字节（约占总闪存 2560 的 26%）。三个图像导致总闪存为 98052 字节（约占总闪存 2560 的 38%）。头文件仅包含声明。

#include "imagedata.h"
#include <avr/pgmspace.h>

const unsigned char dummy1[30726] PROGMEM = {...data...};
const unsigned char dummy2[30726] PROGMEM = {...data...};
const unsigned char dummy3[30726] PROGMEM = {...data...};

epd7in5.cpp

我添加了调试功能。 SendData 也包括在内并使用调试。

void Epd::debug(String message) {
  Serial.print(millis());
  Serial.print("\t");
  Serial.print("EPD");
  Serial.print("\t");
  Serial.println(message);
}

int Epd::Init(void) {
  if (IfInit() != 0) {
    return -1;
  }

  debug("Resetting");
  Reset();

  debug("SendCommand(POWER_SETTING);");
  SendCommand(POWER_SETTING);
  debug("SendData(0x37);");
  SendData(0x37);
  debug("SendData(0x00);");
  SendData(0x00);

  debug("SendCommand(PANEL_SETTING);");
  SendCommand(PANEL_SETTING);
  SendData(0xCF);
  SendData(0x08);

  SendCommand(BOOSTER_SOFT_START);
  SendData(0xc7);
  SendData(0xcc);
  SendData(0x28);

  SendCommand(POWER_ON);
  WaitUntilIdle();

  SendCommand(PLL_CONTROL);
  SendData(0x3c);

  SendCommand(TEMPERATURE_CALIBRATION);
  SendData(0x00);

  SendCommand(VCOM_AND_DATA_INTERVAL_SETTING);
  SendData(0x77);

  SendCommand(TCON_SETTING);
  SendData(0x22);

  SendCommand(TCON_RESOLUTION);
  SendData(0x02);  //source 640
  SendData(0x80);
  SendData(0x01);  //gate 384
  SendData(0x80);

  SendCommand(VCM_DC_SETTING);
  SendData(0x1E);  //decide by LUT file

  SendCommand(0xe5);  //FLASH MODE
  SendData(0x03);

  return 0;
}

void Epd::SendData(unsigned char data) {
  debug("DigitalWrite(dc_pin, HIGH);");
  DigitalWrite(dc_pin, HIGH);
  debug("SpiTransfer(data);");
  SpiTransfer(data);
}

epdif.cpp

这是没有继续的SPI传输部分。

void EpdIf::SpiTransfer(unsigned char data) {
    digitalWrite(CS_PIN, LOW);
    SPI.transfer(data);
    digitalWrite(CS_PIN, HIGH);
}

项目的串口打印如下...

0   Serial begin
0   EPD Resetting
400 EPD SendCommand(POWER_SETTING);
400 EPD SendData(0x37);
400 EPD DigitalWrite(dc_pin, HIGH);
435 EPD SpiTransfer(data);

因此，一旦它运行 SpiTransfer，代码就会停止工作。它似乎在 SPI.transfer(); 中处于无限循环中，但我不知道那会如何发生。我看不出 PROGMEM 会如何干扰传输，而且我还有足够的闪存...

有什么办法可以解决这个问题？我需要更改的是 SPI 中的问题吗？或者我是否需要在 PROGMEM 中以不同方式存储我的数据？我有点不知所措。

在此先感谢您的帮助，非常感谢。

Answer 1

您的问题不在于 SPI（本身）。

这与你在progmem中的数据量和阅读量有关。如果您使用超过 64k 的 Progmem，您运行会遇到两组不同的问题：

以可靠的方式读取数据

阅读程序应该使用 pgm_read_xxx_far 宏 65536 之后的地址。Epd::DisplayFrame 使用 pgm_read_byte(&frame_buffer[i]); 所以你在图书馆级别。我不熟悉这个图书馆，所以我不确定如果有一个替代函数可以调用，并提供缓冲区自己，从 PROGMEM 中读取后 pgm_read_byte_far。这是问题的简单部分

首先将上述数据导入 PROGMEM

Arduino 内核和 avr 编译器本身假设所有指针都只有 16 位。将数据放入 PROGMEM 使其出现在运行程序的最终可执行文件中的 arduino 核心和可执行代码之前。

正确执行此操作的可靠方法是使用自定义链接描述文件，这将使您的数据不受影响，并将其放在所有可执行代码之后。这会很难，恐怕我无法提供任何有关如何完成它的信息。

或者，您可以尝试使用 _attribute__((section(".fini2"))) 来使用 .fini2 部分。有些人以前做过，并且对他们有用。

你会这样使用它：

const unsigned char __attribute__((section(".fini2"))) dummy1[30726] = {...data...};

最后的选择是根本不使用 PROGMEM，并使用某种外部存储来存储数据（例如一些 SDCard）。这很可能是解决该问题的最简单方法。

Source：Arduino 论坛上 westfw 的精彩帖子和精彩见解： https://forum.arduino.cc/index.php?topic=485507.0

在 PROGMEM 中添加更多数据会中断 Arduino Mega 2560 上的 SPI 传输

Adding more data in PROGMEM breaks SPI transfer on Arduino Mega 2560

c++

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spi

progmem

Main.cpp

imagedata.cpp

epd7in5.cpp

epdif.cpp