Renesas MCU之SCI_SPI接口驱动LCD

概述

1 软硬件介绍

1.1 软件版本信息

1.2 ST7796-LCD

1.3 MCU IO与LCD PIN对应关系

2 FSP配置项目

2.1 配置项目参数

2.2 生成项目框架

3 代码实现

3.1 SPI的库函数

3.1.1 R_SCI_SPI_Open()

3.1.2 R_SCI_SPI_Read()

3.1.3 R_SCI_SPI_Write()

3.2 应用函数接口

3.2.1 SPI初始化函数

3.2.2 读数据接口

3.2.3 写数据接口

3.2.4 回调函数

3.2.5 SPI应用程序源代码

3.3 LCD驱动程序实现

3.3.1 驱动代码

3.3.2 测试代码实现

4 测试结果

概述

本文主要介绍使用Renesas MCU之SPI读写数据功能，包括硬件资源介绍,FSP配置项目的方法，还介绍了SCI_SPI的接口函数，笔者使用一款SPI接口类型的LCD作为Device，使用SCI_SPI接口驱动该LCD,还编写测试函数验证其功能。

1 软硬件介绍

1.1 软件版本信息

软硬件信息	版本信息
Renesas MCU	R7FA4M2AD3C
Keil	MDK ARM 5.38
FSP 版本	5.3.0
调试工具：st-link	ST-LINK/V2-1

注意：

在Keil MDK中可以更改FSP的版本，方法如下

1.2 ST7796-LCD

LCD的PIN引脚功能介绍

序号	模块引脚	引脚说明
1	VCC	屏电源正
2	GND	屏电源地
3	LCD_CS	液晶屏片选控制信号，低电平有效
4	LCD_RST	液晶屏复位控制信号，低电平复位
5	LCD_RS	液晶屏命令/数据选择控制信号高电平：数据，低电平：命令
6	SDI(MOSI)	SPI总线写数据信号（SD卡和液晶屏共用）
7	SCK	SPI总线时钟信号（SD卡和液晶屏共用）
8	LED	液晶屏背光控制信号（如需要控制，请接引脚，如不需要控制，可以不接）
9	SDO(MISO)	SPI总线读数据信号（SD卡和液晶屏共用）
10	CTP_SCL	电容触摸屏IIC总线时钟信号（无触摸屏的模块不需连接）
11	CTP_RST	电容触摸屏复位控制信号，低电平复位（无触摸屏的模块不需连接）
12	CTP_SDA	电容触摸屏IIC总线数据信号（无触摸屏的模块不需连接）
13	CTP_INT	电容触摸屏IIC总线触摸中断信号，产生触摸时，输入低电平到主控（无触摸屏的模块不需连接）
14	SD_CS	SD卡片选控制信号，低电平有效（不使用SD卡功能，可不接）

实体LCD Port对应关系如下图所示

1.3 MCU IO与LCD PIN对应关系

RA4M2 PIN引脚	LCD PIN引脚
BSP_IO_PORT_01_PIN_01	MOSI
BSP_IO_PORT_01_PIN_00	MISO
BSP_IO_PORT_01_PIN_02	SCK
BSP_IO_PORT_01_PIN_05	CS
BSP_IO_PORT_01_PIN_06	RST
BSP_IO_PORT_01_PIN_03	RS

2 FSP配置项目

2.1 配置项目参数

1）配置系统工作时钟，笔者的开发板使用的外部晶振为12M Hz

2) 在Pins面板上使能SCI0配置，选择IO口如下

3）在stack面板上创建SPI模块

4）配置SPI的相关参数

2.2 生成项目框架

完成参数配置之后，就可以生成项目框架，点击Generate project就可以生成项目代码，使用Keil打开项目，其结构如下：

3 代码实现

3.1 SPI的库函数

3.1.1 R_SCI_SPI_Open()

函数原型：


fsp_err_t R_SCI_SPI_Open( spi_ctrl_t * 	p_api_ctrl,spi_cfg_t const *const 	p_cfg )

函数功能： 初始化SPI通信模式

该函数的主要任务如下:

1）执行参数检查和处理错误条件。
2）开启SCI通道时钟。
3）使用默认值和用户可配置选项初始化相关的寄存器。
4）提供与其他API函数一起使用的通道句柄。

参数介绍：

p_api_ctrl Pointer to the control structure.
p_cfg
Pointer to a configuration structure.

返回值：
FSP_SUCCESS Channel initialized successfully.
FSP_ERR_ASSERTION An input parameter is invalid or NULL.
FSP_ERR_ALREADY_OPEN The instance has already been opened.
FSP_ERR_IP_CHANNEL_NOT_PRESENT The channel number is invalid.

3.1.2 R_SCI_SPI_Read()

函数原型：

fsp_err_t R_SCI_SPI_Read	(	spi_ctrl_t *const 	p_api_ctrl,void * 	p_dest,uint32_t const 	length,spi_bit_width_t const 	bit_width )

函数功能：从SPI设备接收数据。

该函数的主要任务如下:

1）执行参数检查和处理错误条件。
2）使发射机。
3）使接收机。
4）启用中断。
5）通过向TXD寄存器写入数据来启动数据传输。
6）从接收缓冲区接收数据发生完全中断，并将数据复制到目标缓冲区。
7）通过接收缓冲区完全中断和发送虚拟数据完成数据接收。
8）禁用发射机。
9）禁用接收机。
10）禁用中断。

参数介绍：

p_api_ctrl Pointer to the control structure.
p_dest Pointer to the destination buffer.
length The number of bytes to transfer.
bit_width Invalid for SCI_SPI (Set to SPI_BIT_WIDTH_8_BITS).
返回值介绍：
FSP_SUCCESS Read operation successfully completed.
FSP_ERR_ASSERTION One of the following invalid parameters passed:
Pointer p_api_ctrl is NULL
Bit width is not 8 bits
Length is equal to 0
Pointer to destination is NULL
FSP_ERR_NOT_OPEN The channel has not been opened. Open the channel first.
FSP_ERR_UNSUPPORTED The given bit_width is not supported.
FSP_ERR_IN_USE A transfer is already in progress.

3.1.3 R_SCI_SPI_Write()

函数原型：


fsp_err_t R_SCI_SPI_Write	(	spi_ctrl_t *const 	p_api_ctrl,void const * 	p_src,uint32_t const 	length,spi_bit_width_t const 	bit_width )

函数功能：将数据传输到SPI设备

该函数的主要任务如下:

1）执行参数检查和处理错误条件。
2）使发射机。
3）启用中断。
4）开始数据传输与数据通过传输缓冲区空中断。
5）从源缓冲区复制数据到SPI数据寄存器进行传输。
6）通过传输缓冲区空中断完成数据传输。
7）禁用发射机。
8）禁用接收机。
9）禁用中断。

参数介绍

p_api_ctrl Pointer to the control structure.
p_src Pointer to the source buffer.
length The number of bytes to transfer.
bit_width Invalid for SCI_SPI (Set to SPI_BIT_WIDTH_8_BITS).
返回值
FSP_SUCCESS Write operation successfully completed.
FSP_ERR_ASSERTION One of the following invalid parameters passed:
Pointer p_api_ctrl is NULL
Pointer to source is NULL
Length is equal to 0
Bit width is not equal to 8 bits
FSP_ERR_NOT_OPEN The channel has not been opened. Open the channel first.
FSP_ERR_UNSUPPORTED The given bit_width is not supported.
FSP_ERR_IN_USE A transfer is already in progress.

3.2 应用函数接口

3.2.1 SPI初始化函数

代码第25行：调用R_SCI_SPI_Open函数初始化SPI接口

3.2.2 读数据接口

代码第48行：调用R_SCI_SPI_Read接口读取数据

代码第50行：等待数据读取完成

3.2.3 写数据接口

代码第37行：调用R_SCI_SPI_Write接口写数据

代码第39行：等待写数据完成

3.2.4 回调函数

代码第14行：检测传输数据事件

代码第15行：数据传输完成，传输数据控制字置位

3.2.5 SPI应用程序源代码

 /*FILE NAME  :  bsp_spi.cDescription:  generate pwm by timerAuthor     :  tangmingfei2013@126.comDate       :  2024/06/03*/#include "bsp_spi.h" 
#include "hal_data.h"static volatile bool g_transfer_complete = false;
void g_spi0_callback (spi_callback_args_t * p_args)
{if (SPI_EVENT_TRANSFER_COMPLETE == p_args->event){g_transfer_complete = true;}
}void sci_spi_basic_init (void)
{fsp_err_t err = FSP_SUCCESS;/* Initialize the SPI module. */err = R_SCI_SPI_Open(&g_spi0_ctrl, &g_spi0_cfg);/* Handle any errors. This function should be defined by the user. */assert(FSP_SUCCESS == err);
}void hal_spi_writebyte( uint8_t byte )
{fsp_err_t err = FSP_SUCCESS;uint8_t buff[1];g_transfer_complete = false;buff[0] = byte;err = R_SCI_SPI_Write(&g_spi0_ctrl, buff, 1, SPI_BIT_WIDTH_8_BITS);assert(FSP_SUCCESS == err);while (false == g_transfer_complete);
}uint8_t hal_spi_readbyte(void)
{fsp_err_t err = FSP_SUCCESS;uint8_t buff[1];g_transfer_complete = false;err =  R_SCI_SPI_Read( &g_spi0_ctrl, buff, 1, SPI_BIT_WIDTH_8_BITS);assert(FSP_SUCCESS == err);while (false == g_transfer_complete);return  buff[0];
}/* End of this file */

3.3 LCD驱动程序实现

3.3.1 驱动代码

LCD的驱动代码在改文章中已经实现：

使用SPI驱动串行LCD的驱动实现(STM32F4)_spi+lcd-CSDN博客

这里只需修改SPI相关的接口即可，和LCD相关的代码不需要修改，直接引用。

修改和MCU相关的底代码：

1）SPI接口代码。这里需要编写读写数据函数，其函数原型如下：

源代码：

void SPI_WriteByte(uint8_t byte)
{hal_spi_writebyte(byte);
} uint8_t SPI_ReadByte(void)
{return hal_spi_readbyte();
}

2）其他IO库配置

源代码：

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include "bsp_spi.h" 
#include "hal_data.h"#define LCD_CS_CLR      R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_01_PIN_05, BSP_IO_LEVEL_LOW)
#define LCD_CS_SET      R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_01_PIN_05, BSP_IO_LEVEL_HIGH)#define LCD_RST_CLR     R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_01_PIN_06, BSP_IO_LEVEL_LOW)
#define LCD_RST_SET     R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_01_PIN_06, BSP_IO_LEVEL_HIGH)#define LCD_RS_CLR      R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_01_PIN_03, BSP_IO_LEVEL_LOW)
#define LCD_RS_SET      R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_01_PIN_03, BSP_IO_LEVEL_HIGH)

3.3.2 测试代码实现

代码第341行：初始化SPI接口

代码第343行：初始化LCD

源代码：

void disp_init(void)
{sci_spi_basic_init();/*You code here*/LCD_Init();LCD_direction(0);LCD_Clear(GREEN);
}

编写一个改变屏幕颜色变化的测试函数

void lcd_test( void )
{uint16_t color_list[6]= {BRRED, BLUE, MAGENTA, RED, YELLOW, GREEN};static int index = 0;LCD_Clear( color_list[index] );index++;R_BSP_SoftwareDelay( 1, BSP_DELAY_UNITS_SECONDS);if( index > 6 )index = 0;
}

4 测试结果

1）改变屏幕的颜色：粉色

2）改变屏幕的颜色：蓝色

p_api_ctrl	Pointer to the control structure.
p_cfg	Pointer to a configuration structure.

FSP_SUCCESS	Channel initialized successfully.
FSP_ERR_ASSERTION	An input parameter is invalid or NULL.
FSP_ERR_ALREADY_OPEN	The instance has already been opened.
FSP_ERR_IP_CHANNEL_NOT_PRESENT	The channel number is invalid.

p_api_ctrl	Pointer to the control structure.
p_dest	Pointer to the destination buffer.
length	The number of bytes to transfer.
bit_width	Invalid for SCI_SPI (Set to SPI_BIT_WIDTH_8_BITS).

FSP_SUCCESS	Read operation successfully completed.
FSP_ERR_ASSERTION	One of the following invalid parameters passed: Pointer p_api_ctrl is NULL Bit width is not 8 bits Length is equal to 0 Pointer to destination is NULL
FSP_ERR_NOT_OPEN	The channel has not been opened. Open the channel first.
FSP_ERR_UNSUPPORTED	The given bit_width is not supported.
FSP_ERR_IN_USE	A transfer is already in progress.

p_api_ctrl	Pointer to the control structure.
p_src	Pointer to the source buffer.
length	The number of bytes to transfer.
bit_width	Invalid for SCI_SPI (Set to SPI_BIT_WIDTH_8_BITS).

FSP_SUCCESS	Write operation successfully completed.
FSP_ERR_ASSERTION	One of the following invalid parameters passed: Pointer p_api_ctrl is NULL Pointer to source is NULL Length is equal to 0 Bit width is not equal to 8 bits
FSP_ERR_NOT_OPEN	The channel has not been opened. Open the channel first.
FSP_ERR_UNSUPPORTED	The given bit_width is not supported.
FSP_ERR_IN_USE	A transfer is already in progress.