SPI

提示

如下案例使用犀牛派 X1 的 树莓派 40PIN 引脚，具体位置请参见 硬件信息。

SPI 简介

串行外设接口（SPI）是同步串行通信的实际标准（有许多变体），主要用于嵌入式系统中集成电路之间的短距离有线通信。

准备

• 一块犀牛派 X1
• 一个母头杜邦线

连接

使用杜邦线短接 19 和 21

测试

• 查看 spidev 设备

ls /dev/spidev*

• 打开终端，在终端中输入命令安装必要的 Python 库。

sudo pip3 install spidev

• 新建一个名为 spitest.py 的文件，并将如下代码粘贴到其中：

import spidev
import time


class SPILoopbackTester:
    def __init__(self, bus=0, device=0, speed=1000000):
        """
        初始化SPI回环测试器
        :param bus: SPI总线编号
        :param device: SPI设备编号
        :param speed: 通信速度(Hz)
        """
        self.spi = spidev.SpiDev()
        self.bus = bus
        self.device = device
        self.speed = speed
        self.connected = False

    def connect(self):
        """连接到SPI设备"""
        try:
            self.spi.open(self.bus, self.device)
            self.spi.max_speed_hz = self.speed
            self.connected = True
            print(f"成功连接到SPI总线 {self.bus}, 设备 {self.device}, 速度 {self.speed}Hz")
            return True
        except Exception as e:
            print(f"SPI连接失败: {e}")
            return False

    def test_single_byte(self, test_byte):
        """测试单个字节的回环"""
        if not self.connected:
            print("请先连接SPI设备")
            return False

        try:
            # 发送并接收数据
            rx_data = self.spi.xfer2([test_byte])
            received_byte = rx_data[0]

            # 验证结果
            if received_byte == test_byte:
                print(f"测试通过 - 发送: 0x{test_byte:02X}, 接收: 0x{received_byte:02X}")
                return True
            else:
                print(f"测试失败 - 发送: 0x{test_byte:02X}, 接收: 0x{received_byte:02X}")
                return False
        except Exception as e:
            print(f"测试出错: {e}")
            return False

    def test_multiple_bytes(self, test_data):
        """测试多个字节的回环"""
        if not self.connected:
            print("请先连接SPI设备")
            return False

        try:
            # 发送并接收数据
            rx_data = self.spi.xfer2(test_data)

            # 验证结果
            success = True
            print("多字节测试结果:")
            print("发送\t接收\t结果")
            print("-" * 30)
            for tx, rx in zip(test_data, rx_data):
                status = "通过" if tx == rx else "失败"
                if tx != rx:
                    success = False
                print(f"0x{tx:02X}\t0x{rx:02X}\t{status}")

            return success
        except Exception as e:
            print(f"测试出错: {e}")
            return False

    def run_complete_test(self):
        """运行完整的测试套件"""
        print("\n===== 开始SPI回环测试 =====")
        print(f"测试配置: 总线={self.bus}, 设备={self.device}, 速度={self.speed}Hz")

        # 测试单个特殊字节
        test_bytes = [0x00, 0xFF, 0xAA, 0x55, 0x33, 0xCC]
        single_byte_result = True

        print("\n----- 单个字节测试 -----")
        for b in test_bytes:
            if not self.test_single_byte(b):
                single_byte_result = False

        # 测试随机序列
        print("\n----- 多字节序列测试 -----")
        sequence = list(range(0, 256, 16))  # 0x00, 0x10, 0x20, ..., 0xF0
        multi_byte_result = self.test_multiple_bytes(sequence)

        # 测试连续数据
        print("\n----- 连续数据测试 -----")
        continuous_data = list(range(10, 20))  # 10到19的连续数字
        continuous_result = self.test_multiple_bytes(continuous_data)

        # 总体结果
        print("\n===== 测试总结 =====")
        overall_result = single_byte_result and multi_byte_result and continuous_result

        if overall_result:
            print("✅ 所有SPI回环测试通过!")
        else:
            print("❌ 部分SPI回环测试失败!")

        return overall_result

    def close(self):
        """关闭SPI连接"""
        if self.connected:
            self.spi.close()
            self.connected = False
            print("\nSPI连接已关闭")


if __name__ == "__main__":
    # 创建测试器实例 (默认使用SPI0, CE0)
    tester = SPILoopbackTester(bus=1, device=0, speed=1000000)

    try:
        if tester.connect():
            # 运行完整测试
            tester.run_complete_test()
            time.sleep(1)
    finally:
        # 确保资源正确释放
        tester.close()

• 保存后，输入以下命令进行测试

sudo spitest.py

• 检查输出结果

结果中会打印"所有 SPI 回环测试通过！"