Linux驱动-SPI-MCP2515 写函数（收发操作）

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前言

在上个学习内容Linux-SPI-位修改指令-屏蔽字节-修改CANINE寄存器的值-修改工作模式中对 mcp2515 的工作模式进行了修改， 从配置模式修改为了环回模式， 而这里学习将会继续对 mcp2515 的驱动程序进行完善， 加入 mcp2515 的写函数和读函数， 从而实现数据的发送和接收

这里写函数是什么呢？ 其实就是文件系统操作里面对外开放的接口：

那对外释放的接口，我们这里实验最终要做什么呢？ 暂且抛开CAN功能，我们利用SPI协议对CAN 进行收发操作， 这里的发就是发给CAN。

• 那为什么要进行收发操作呢，其实就是模拟收发数据操作，不用借助CAN 输出。
• 为什么切换到回环模式，回环才能收发呀。
  

一、参考文档

RK3568驱动指南｜第十六篇 SPI-第192章 mcp2515驱动编写：完善write和read函数

二、使用手册分析

发送缓冲器-寄存器

MCP2515 有三个发送缓冲器， 每个发送缓冲器都具有 14 字节的内存空间， 每个发送缓冲器的控制由 TXBnCTRL 寄存器管理， 该寄存器决定了何时发送报文以及发送时的报文状态

SRAM 理解

SRAM：静态随机存储器（Static‑RAM），就是芯片内部一小块高速内存。

• SRAM 和寄存器是什么关系？
  MCP2515 把内部这一块 SRAM，映射成 SPI 可以访问的寄存器地址。
  你通过 SPI 写寄存器 0x31~0x3D（TXB0 缓冲区），本质就是在读写 MCP2515 内部的 SRAM
• SRAM 和 Flash（闪存）区别（非常关键）

类型	SRAM (MCP2515 内部内存)	Flash (闪存)
断电	断电数据全部丢失	断电数据保留
读写速度	极快	慢
MCP2515 用途	临时存发送 / 接收 CAN 报文	MCP2515没有 Flash，上电所有寄存器都是默认值

流程步骤分析

直接看数据手册： 总体上其实有三个步骤的，下面会具体分析的。

操作的寄存器分析梳理

1、设置缓冲器优先级

如图分析寄存器，所以实际我们需要如何写这个逻辑呢？

  #define TXB0CTRL 0x30   //发送缓冲器控制寄存器地址
  
  mcp2515_change_regbit(TXB0CTRL, 0x03, 0x03);

  
// MCP2515修改寄存器位函数
void mcp2515_change_regbit(char reg, char mask, char value) {
    int ret;
    char write_buf[] = { 0x05, reg, mask, value };  // SPI写缓冲区，用于发送修改寄存器位命令

    ret = spi_write(spi_dev, write_buf, sizeof(write_buf));  // 发送SPI写命令
    if (ret < 0) {
        printk("mcp2515_change_regbit error\n");
    }
}

2、从用户空间复制数据到内核缓冲区

我们的发送操作是写在write 方法里面作为对应用端提供的接口操作的，所以 具体方法如下：获取用户空间数据到内核

// 写设备操作函数
ssize_t mcp2515_write(struct file *file, const char __user *buf, size_t size, loff_t *offset) {
     ......
    int ret;
    int i;

    // 设置TXB0CTRL寄存器的部分位
    mcp2515_change_regbit(TXB0CTRL, 0x03, 0x03);

    // 从用户空间复制数据到内核缓冲区
    ret = copy_from_user(w_kbuf, buf, size);
    if (ret) {
        printk("copy_from_user w_kbuf is error\n");
        return -1;
    }

    ......

    return size;
}

3、发送缓冲器数据到内核

再看一下使用手册里面的发送缓冲器要求，就是说还要继续发送13 个字节数据出去，发送字节数据出去其实就是要写到寄存器里面去，既然写值那么一定要知道寄存器地址吧。

所以还是先看看寄存器具体啥情况，看地址：

分析：发送缓冲器控制寄存器 TXBnCTRL 为发送缓冲器的第一个字节， 接下来的 5 个字节用来装载标准和扩展标识符以及其他报文仲裁信息。 最后的 8 个字节用于装载等待发送报文的 8 个可能的数据字节， 这 13 个字节数据由用户空间所传递， 且地址是连续的。

也就是说地址连续的，那么写寄存器地址就简单了。

// 写设备操作函数
ssize_t mcp2515_write(struct file *file, const char __user *buf, size_t size, loff_t *offset) {
    char w_kbuf[13] = {0};
    int ret;
    int i;

    // 设置TXB0CTRL寄存器的部分位
    mcp2515_change_regbit(TXB0CTRL, 0x03, 0x03);

    // 从用户空间复制数据到内核缓冲区
    ret = copy_from_user(w_kbuf, buf, size);
    if (ret) {
        printk("copy_from_user w_kbuf is error\n");
        return -1;
    }

    // 将数据写入MCP2515寄存器
    for (i = 0; i < sizeof(w_kbuf); i++) {
        mcp2515_write_reg(0x31 + i, w_kbuf[i]);
    }
    .....

4、启动发送

继续看使用手册

继续看寄存器

所以 发送一次寄存器数据如下：

#define TXB0CTRL 0x30   //发送缓冲器控制寄存器地址

// 设置TXB0CTRL寄存器的部分位，启动发送
mcp2515_change_regbit(TXB0CTRL, 0x08, 0x08);  //采用位发送数据到寄存器


// MCP2515修改寄存器位函数
void mcp2515_change_regbit(char reg, char mask, char value) {
    int ret;
    char write_buf[] = { 0x05, reg, mask, value };  // SPI写缓冲区，用于发送修改寄存器位命令

    ret = spi_write(spi_dev, write_buf, sizeof(write_buf));  // 发送SPI写命令
    if (ret < 0) {
        printk("mcp2515_change_regbit error\n");
    }
}

5、验证是否发送成功-等待发送完毕

继续看操作使用手册如下：所以检查寄存器CANINTF寄存器中TXnIF 位置是否为1 即可。

继续查看寄存器 CANINTF：地址ox2C 判断的TXnIF 是bit2

所以检查寄存器CANINTF 对应的位是不是1，如果是1 代表成功。

#define CANINTF 0x2c 

// 等待发送完成
while (!(mcp2515_read_reg(CANINTF) & (1 << 2)));

综合代码编写如下：

// 写设备操作函数
ssize_t mcp2515_write(struct file *file, const char __user *buf, size_t size, loff_t *offset) {
    char w_kbuf[13] = {0};
    int ret;
    int i;

    // 设置TXB0CTRL寄存器的部分位
    mcp2515_change_regbit(TXB0CTRL, 0x03, 0x03);

    // 从用户空间复制数据到内核缓冲区
    ret = copy_from_user(w_kbuf, buf, size);
    if (ret) {
        printk("copy_from_user w_kbuf is error\n");
        return -1;
    }

    // 将数据写入MCP2515寄存器
    for (i = 0; i < sizeof(w_kbuf); i++) {
        mcp2515_write_reg(0x31 + i, w_kbuf[i]);
    }

    // 设置TXB0CTRL寄存器的部分位，启动发送
    mcp2515_change_regbit(TXB0CTRL, 0x08, 0x08);
    
    // 等待发送完成
    while (!(mcp2515_read_reg(CANINTF) & (1 << 2)));

   ......

    return size;
}

6、清除发送完成标志

为什么要进行这步操作，继续看操作手册，如上的寄存器CANINTF

也就是说，我已经验证了启动发送报文成功了，接下来就是要复位操作一次，是MCU 清零，所以需要MCU端 代码实现而不是外设自动复位。

所以要个这个寄存器复位操作很简单了，还是找寄存器地址、复位操作的值、屏蔽字节即可：

 mcp2515_change_regbit(CANINTF, 0x04, 0x00);

7、完整发送代码如下：

// 写设备操作函数
ssize_t mcp2515_write(struct file *file, const char __user *buf, size_t size, loff_t *offset) {
    char w_kbuf[13] = {0};
    int ret;
    int i;

    // 设置TXB0CTRL寄存器的部分位
    mcp2515_change_regbit(TXB0CTRL, 0x03, 0x03);

    // 从用户空间复制数据到内核缓冲区
    ret = copy_from_user(w_kbuf, buf, size);
    if (ret) {
        printk("copy_from_user w_kbuf is error\n");
        return -1;
    }

    // 将数据写入MCP2515寄存器
    for (i = 0; i < sizeof(w_kbuf); i++) {
        mcp2515_write_reg(0x31 + i, w_kbuf[i]);
    }

    // 设置TXB0CTRL寄存器的部分位，启动发送
    mcp2515_change_regbit(TXB0CTRL, 0x08, 0x08);
    
    // 等待发送完成
    while (!(mcp2515_read_reg(CANINTF) & (1 << 2)));

    // 清除发送完成标志
    mcp2515_change_regbit(CANINTF, 0x04, 0x00);

    return size;
}

总结

• 写入操作是提供给外部的接口，实际操作的是SPI向CAN 发的操作
• 整个过程完全是根据操作手册来的，读懂、理解、根据操作手册进行编程 、业务实现 需要自己学会看 看得懂才行。