树莓派SPI通信指南:可变数据长度模式解析
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更新于2024-08-07
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"W5500 TCP/IP 协议栈,树莓派SPI通信,可变数据长度模式(VDM)"
本文主要介绍了W5500,一款全硬件TCP/IP嵌入式以太网控制器,其集成TCP/IP协议栈、MAC层和PHY层,简化了嵌入式系统的网络连接。W5500支持多种网络协议,如TCP、UDP、IPv4等,并内置32KB片上缓存,允许8个硬件Socket同时通信。它通过SPI接口与外部微控制器(如树莓派)交互,且支持高速SPI协议(最高80MHz)。
在树莓派的学习过程中,了解如何利用SPI通信协议与W5500进行数据交换是关键。VDM(可变数据长度模式)是一种灵活的数据传输模式,允许数据帧长度在1字节到N字节之间变化,由主机控制的SCSn信号来定义。在VDM模式下,M[1:0]位必须设置为'00'。读写操作的过程如下:
1. **写访问-VDM模式**:
- 在写操作中,先拉低SCSn信号,然后通过MOSI线向W5500传输数据帧,数据帧包括16位偏移地址、BSB[4:0]、8位数据等,直至完成所有数据传输。
- 数据传输同步于SCLK的下降沿,SCSn应保持低电平直到传输完成。
2. **读访问-VDM模式**:
- 读操作时,RWB位为1,表示读取,工作模式位为00。同样,外设主机需要先拉低SCSn启动传输。
- 主机通过MOSI发送控制信息,然后MISO返回8位数据,可以连续读取N个8位数据,只要SCSn保持低电平。
- 读取完成后,主机需将SCSn拉高。
W5500还提供了节能功能,如网络唤醒模式(WOL)和掉电模式,适应不同应用场景的需求。此外,W5500适用于各种嵌入式设备,如家庭网络设备、串行转以太网设备、安全系统等。
在树莓派上进行W5500的实验时,开发者需要理解SPI通信协议的原理,熟悉VDM模式下的读写操作流程,以及如何通过编程控制SCSn信号来控制数据传输的开始和结束。对于树莓派的Linux环境,可能需要配置SPI接口,编写适当的驱动程序或库来与W5500进行通信,实现TCP/IP功能。通过这样的实践,开发者可以掌握如何将树莓派用作一个具有网络功能的中心节点,与各种设备进行通信。
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