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CH390H SPI开发避坑指南:硬件设计+实战经验总结
13673998452 | 2025-09-18 13:22:45    阅读:79   发布文章

避开SPI开发的常见陷阱!结合CH390H应用,总结硬件设计经验与实战技巧,让开发过程更顺畅高效。

本文以Air780EPM为例,分享SPI接口的开发注意事项及硬件设计要点。

 

 

一、Air780EPM的SPI功能支持

在Air780EPM中,SPI接口通过特定GPIO引脚实现,需结合LuatOS的API进行配置。通过合理设计和调试,可高效连接多种外设,扩展物联网应用功能。


1.1 硬件支持

1)接口数量:

Air780EPM支持4路SPI接口:

1路用于SPI LCD;

1路用于SPI Camera;

2路标准SPI接口(Air780EPM开发板中将SPI0用于了以太网接口)。

这里需要特别注意:LCD和Camera专用SPI接口,无法作为标准SPI接口使用。

管脚映射图等最新资料下载:https://docs.openluat.com/air780epm/luatos/hardware/design/spi/



2)电压兼容性:
 

SPI接口电压可通过IO_SEL引脚配置为1.8V或3.3V,需注意与外设的电平匹配,否则需添加电平转换电路。


1.2 软件支持

以下仅针对2路标准SPI接口进行介绍。

协议兼容性:支持标准SPI协议(主模式)。

工作模式:

主模式(Master):支持。

从模式(Slave):不支持(暂不支持)。

速率支持:最大时钟频率:25.6MHz(需外设支持)。

典型应用频率:1MHz~10MHz(需根据外设能力调整)。


LuatOS API:

提供spi.setup()、spi.send()、spi.receive() 等函数控制SPI通信。



二、开发注意事项

使用Air780EPM和LuatOS进行SPI开发时,需特别关注以下关键事项。


2.1 硬件设计

1)信号线配置:确保SPI引脚(CLK、MOSI、MISO、CS)正确连接,避免与其他复用功能(如UART、I2C、PWM、GPIO 等)冲突。

2)电平匹配:

若外设为5V电平,需通过电平转换芯片(如TXB0104)转换至3.3V或1.8V,保持与VDD_EXT电平一致。

3)信号完整性:

SPI线需远离高频干扰源(如电源线、射频模块);高速通信时,SCLK线长度应≤10cm,避免信号反射或延迟。


2.2 软件配置

1)初始化步骤:



2)低功耗模式:

SPI接口在模块休眠时会掉电,需在唤醒后重新初始化。


2.3 调试与常见问题

通信失败时,可从以下几个方面进行排查。

1)检查时钟频率:外设最大支持速率需≥配置速率(如外设仅支持 5MHz,需设置spi.setup(1, 5e6, ...))。

2)数据格式匹配:

确保CPOL/CPHA模式与外设一致(参考具体外设数据手册)。

3)CS信号状态:

确认SS引脚在通信期间保持低电平。

4)信号完整性:

用示波器检查CLK、MOSI、MISO波形是否正常。


2.4 其他关键点:

1)GPIO复用:

确保SPI引脚未被其他功能(如UART、I2C、PWM、GPIO 等)占用,在使用SPI功能之前务必使用LuatIO 工具进行初始化配置。

2)DMA与FIFO优化:
 

高速传输时启用DMA模式;避免FIFO溢出,需合理设置缓冲区大小。



3)固件版本:

使用支持SPI功能的LuatOS固件。

详见最新固件说明:https://docs.openluat.com/air780epm/luatos/firmware/version/ 


 

三、以太网芯片CH390H示例

下文以Air780EPM开发板上SPI接口的以太网芯片CH390H为例,分享SPI接口的常用用法。


3.1 硬件电路

Air780EPM二次开发的原理图和PCB等硬件参考设计文件,需要的朋友可通过资料中心下载。

最新参考设计文件下载:https://docs.openluat.com/air780epm/luatos/hardware/design/reference/


 


3.2 软件代码

有关CH390H的代码太长,这里仅截取一段有关SPI0的代码作为示例。

CH390H联网测试完整示例代码,详见源码仓库:https://gitee.com/openLuat/LuatOS/tree/master/module/Air780EPM/demo



今天的内容就分享到这里了~

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