CH390H SPI開發避坑指南:硬件設計+實戰經驗總結
避開SPI開發的常見陷阱!結合CH390H應用,總結硬件設計經驗與實戰技巧,讓開發過程更順暢高效。
本文以Air780EPM為例,分享SPI接口的開發注意事項及硬件設計要點。
一、Air780EPM的SPI功能支持
在Air780EPM中,SPI接口通過特定GPIO引腳實現,需結合LuatOS的API進行配置。通過合理設計和調試,可高效連接多種外設,擴展物聯網應用功能。
1.1 硬件支持
1)接口數量:
Air780EPM支持4路SPI接口:
1路用于SPI LCD;
1路用于SPI Camera;
2路標準SPI接口(Air780EPM開發板中將SPI0用于了以太網接口)。
這里需要特別注意:LCD和Camera專用SPI接口,無法作為標準SPI接口使用。
管腳映射圖等最新資料下載:https://docs.openluat.com/air780epm/luatos/hardware/design/spi/


2)電壓兼容性:
SPI接口電壓可通過IO_SEL引腳配置為1.8V或3.3V,需注意與外設的電平匹配,否則需添加電平轉換電路。
1.2 軟件支持
以下僅針對2路標準SPI接口進行介紹。
協議兼容性:支持標準SPI協議(主模式)。
工作模式:
主模式(Master):支持。
從模式(Slave):不支持(暫不支持)。
速率支持:最大時鐘頻率:25.6MHz(需外設支持)。
典型應用頻率:1MHz~10MHz(需根據外設能力調整)。
LuatOS API:
提供spi.setup()、spi.send()、spi.receive() 等函數控制SPI通信。

二、開發注意事項
使用Air780EPM和LuatOS進行SPI開發時,需特別關注以下關鍵事項。
1)信號線配置:確保SPI引腳(CLK、MOSI、MISO、CS)正確連接,避免與其他復用功能(如UART、I2C、PWM、GPIO 等)沖突。
2)電平匹配:
若外設為5V電平,需通過電平轉換芯片(如TXB0104)轉換至3.3V或1.8V,保持與VDD_EXT電平一致。
3)信號完整性:
SPI線需遠離高頻干擾源(如電源線、射頻模塊);高速通信時,SCLK線長度應≤10cm,避免信號反射或延遲。
2.2 軟件配置
1)初始化步驟:

2)低功耗模式:
SPI接口在模塊休眠時會掉電,需在喚醒后重新初始化。
通信失敗時,可從以下幾個方面進行排查。
1)檢查時鐘頻率:外設最大支持速率需≥配置速率(如外設僅支持 5MHz,需設置spi.setup(1, 5e6, ...))。
2)數據格式匹配:
確保CPOL/CPHA模式與外設一致(參考具體外設數據手冊)。
3)CS信號狀態:
確認SS引腳在通信期間保持低電平。
4)信號完整性:
用示波器檢查CLK、MOSI、MISO波形是否正常。
1)GPIO復用:
確保SPI引腳未被其他功能(如UART、I2C、PWM、GPIO 等)占用,在使用SPI功能之前務必使用LuatIO 工具進行初始化配置。
2)DMA與FIFO優化:
高速傳輸時啟用DMA模式;避免FIFO溢出,需合理設置緩沖區大小。

3)固件版本:
使用支持SPI功能的LuatOS固件。
詳見最新固件說明:https://docs.openluat.com/air780epm/luatos/firmware/version/
下文以Air780EPM開發板上SPI接口的以太網芯片CH390H為例,分享SPI接口的常用用法。
Air780EPM二次開發的原理圖和PCB等硬件參考設計文件,需要的朋友可通過資料中心下載。
最新參考設計文件下載:https://docs.openluat.com/air780epm/luatos/hardware/design/reference/


3.2 軟件代碼
有關CH390H的代碼太長,這里僅截取一段有關SPI0的代碼作為示例。
CH390H聯網測試完整示例代碼,詳見源碼倉庫:https://gitee.com/openLuat/LuatOS/tree/master/module/Air780EPM/demo

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