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在.Net Micro Framework中访问硬件 - part2
摘要：本文介绍了.Net Micro Framework中对硬件的简单而独特的访问方式。涉及I2C，SPI等。通过简明的例程说明了如何在.Net MF中创建并访问I2C和SPI设备
Keywords: .Net Micro framework, I2C, SPI, Embedded, C#
I²C Bus
尽管MCU采用I²C（Inter-Integrated Circuit）总线的方式与外设通信会比很多其他总线系统要慢（最高100kbps），但是由于其成本低，对可插拔的设备支持较好，在很多场合它仍是作为标准的feature得到支持。
那么如何在.Net Micro Framework中访问I2C方式连接的设备呢?
.Net MF提供了一个Microsoft.SPOT.Hardware.I2CDevice的类来实现访问IIC设备的功能。首先，你需要为每个IIC设备创建一个I2CDevice的实例，和之前提到的SerialPort类似的，你需要为它的构造函数传入一个I2CDevice.Configuration的配置对象。在这个配置对象里面你需要指定该设备的地址和通信速度(khz)。接着，你需要创建一组事务对象（CreateReadTransaction和CreateWriteTransaction）来进行读写操作,具体的事务类型自然是取决于你的具体组件的作用了。当你创建事务时，你需要传入一个待读(写)的缓冲区。
然后，你需要把这组事务以数组的形式传递给Execute方法供执行并开始进行通信。Execute方法将会在所有事务执行完毕或者方法超时的时候返回。
下面的代码演示了如何对地址编号为58的I2C设备进行通信。
using System; using Microsoft.SPOT; using Microsoft.SPOT.Hardware; namespace I2CSample
{ 
public class Program
{ public static void Main(){ I2CDevice.Configuration config =new I2CDevice.Configuration(58, //地址号100 //100khz的时钟频率);I2CDevice device = new I2CDevice(config);byte[] outBuffer = new byte[] { 0xAA }; //待写bufferbyte[] inBuffer = new byte[4];//待读bufferI2CDevice.I2CWriteTransaction writeTransaction =device.CreateWriteTransaction(outBuffer);I2CDevice.I2CReadTransaction readTransaction =device.CreateReadTransaction(inBuffer);//创建一个事务数组I2CDevice.I2CTransaction[] transactions =new I2CDevice.I2CTransaction[] { writeTransaction,readTransaction
};int transferred = device.Execute(transactions,100 //超时时间设为100ms);//transferred bytes should be 1 + 4 = 5}}
}
SPI BUS
SPI(Serial peripheral interface)连接需要三条线：时钟(SCLK)，输入(MISO)和输出(MOSI)，支持全双工的通信方式。对SPI的设备来说，不存在地址的概念，它们与MCU之间通过一个单独的引脚相连，在这条连线上的信号即所谓的片选信号（SS，CS或STE）。MCU为SPI设备提供时钟信号，每一个时钟周期（总线时钟）内MCU与SPI之间发送一位（1 bit）数据(在片选信号到来之后)。
在.Net Microframework中提供了Microsoft.SPOT.Hardware.SPI类来访问SPI设备。对于每一台SPI的设备，你首先需要为之创建一个SPI类的实例。和前面提到的其他连接方式的设备类似，在构造函数中你同样需要传递给它一个SPI.Confuguration实例来配置它，当然，在完成这个配置之前，需要先参考一下你的SPI组件的Data Sheet了.
下面的代码演示了如何在.NET MF中使用SPI:
SPI.Configuration config = new SPI.Configuration(chipSelectPin, // 片选引脚号 false , // 片选信号为低时访问SPI设备 1 , // 在传输数据前,片选信号setup的时间(ms) 1 , // 芯片的片选保持时间(ms) true , // 在设备没有被选择的时候,SCKL设置为高电平 false , // 数据在下降沿采集 15000 , // 时钟频率为15000khz(即15MHz) SPI.SPI_module1 // 使用的MCU的哪一组SPI );SPI spi = new SPI(config); // 使用上述配置构造SPI实例
在创建好这个spi的实例之后,数据的传输可以通过它的Write或者WriteRead方法来实现.片选的运作由.NET MF维持,你不需要按一定的时许手动从GPIO读写。下面的代码段演示了如何从MCU发送一个16位的命令并读取数据（反馈结果）：
ushort writeBuffer = new ushort [ 1 ] = 0xAAAA ; ushort readBuffer = new ushort [ 1 ];spi.WriteRead(writeBuffer, readBuffer);
SPI的HardwareProvider
我们同样可以为SPI注册HardwareProvider来保留相应的3个管脚。你需要重载HardverProvider的GetSpiPins虚方法并传递给相应的SPI总线需要的三个Cpu的引脚号:
public override void GetSpiPins(SPI.SPI_module spi_mod, out Cpu.Pin msk, out Cpu.Pin miso, out Cpu.Pin mosi) { msk = Cpu.Pin.GPIO_Pin1;//serial clock line(SCKL)miso = Cpu.Pin.GPIO_Pin2;//master in/slave out line(MISO)mosi = Cpu.Pin.GPIO_Pin3;//master out/slave in line(MOSI)}
参考资源:
enjoy it!
黄季冬