tool/mbed/mbed-sdk/libraries/mbed/targets/hal/TARGET_Freescale/TARGET_K20XX/spi_api.c

   1 /* mbed Microcontroller Library
   2  * Copyright (c) 2015 ARM Limited
   3  *
   4  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   5  * you may not use this file except in compliance with the License.
   6  * You may obtain a copy of the License at
   7  *
   8  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
   9  *
  10  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  11  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  12  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  13  * See the License for the specific language governing permissions and
  14  * limitations under the License.
  15  */
  16 #include "mbed_assert.h"
  17 #include "spi_api.h"
  18
  19 #include <math.h>
  20
  21 #include "cmsis.h"
  22 #include "pinmap.h"
  23 #include "clk_freqs.h"
  24 #include "PeripheralPins.h"
  25
  26 void spi_init(spi_t *obj, PinName mosi, PinName miso, PinName sclk, PinName ssel) {
  27     // determine the SPI to use
  28     SPIName spi_mosi = (SPIName)pinmap_peripheral(mosi, PinMap_SPI_MOSI);
  29     SPIName spi_miso = (SPIName)pinmap_peripheral(miso, PinMap_SPI_MISO);
  30     SPIName spi_sclk = (SPIName)pinmap_peripheral(sclk, PinMap_SPI_SCLK);
  31     SPIName spi_ssel = (SPIName)pinmap_peripheral(ssel, PinMap_SPI_SSEL);
  32     SPIName spi_data = (SPIName)pinmap_merge(spi_mosi, spi_miso);
  33     SPIName spi_cntl = (SPIName)pinmap_merge(spi_sclk, spi_ssel);
  34
  35     obj->spi = (SPI_Type*)pinmap_merge(spi_data, spi_cntl);
  36     MBED_ASSERT((int)obj->spi != NC);
  37
  38     SIM->SCGC5 |= SIM_SCGC5_PORTC_MASK | SIM_SCGC5_PORTD_MASK;
  39     SIM->SCGC6 |= SIM_SCGC6_SPI0_MASK;
  40
  41     obj->spi->MCR &= ~(SPI_MCR_MDIS_MASK | SPI_MCR_HALT_MASK);
  42     //obj->spi->MCR |= SPI_MCR_DIS_RXF_MASK | SPI_MCR_DIS_TXF_MASK;
  43
  44     // set default format and frequency
  45     if (ssel == NC) {
  46         spi_format(obj, 8, 0, 0);  // 8 bits, mode 0, master
  47     } else {
  48         spi_format(obj, 8, 0, 1);  // 8 bits, mode 0, slave
  49     }
  50     spi_frequency(obj, 1000000);
  51
  52     // not halt in the debug mode
  53     obj->spi->SR |= SPI_SR_EOQF_MASK;
  54
  55     // pin out the spi pins
  56     pinmap_pinout(mosi, PinMap_SPI_MOSI);
  57     pinmap_pinout(miso, PinMap_SPI_MISO);
  58     pinmap_pinout(sclk, PinMap_SPI_SCLK);
  59     if (ssel != NC) {
  60         pinmap_pinout(ssel, PinMap_SPI_SSEL);
  61     }
  62 }
  63
  64 void spi_free(spi_t *obj) {
  65     // [TODO]
  66 }
  67 void spi_format(spi_t *obj, int bits, int mode, int slave) {
  68     MBED_ASSERT((bits > 4) || (bits < 16));
  69     MBED_ASSERT((mode >= 0) && (mode <= 3));
  70
  71     uint32_t polarity = (mode & 0x2) ? 1 : 0;
  72     uint32_t phase = (mode & 0x1) ? 1 : 0;
  73
  74     // set master/slave
  75     obj->spi->MCR &= ~SPI_MCR_MSTR_MASK;
  76     obj->spi->MCR |= ((!slave) << SPI_MCR_MSTR_SHIFT);
  77
  78     // CTAR0 is used
  79     obj->spi->CTAR[0] &= ~(SPI_CTAR_CPHA_MASK | SPI_CTAR_CPOL_MASK | SPI_CTAR_FMSZ_MASK);
  80     obj->spi->CTAR[0] |= (polarity << SPI_CTAR_CPOL_SHIFT) | (phase << SPI_CTAR_CPHA_SHIFT) | ((bits - 1) << SPI_CTAR_FMSZ_SHIFT);
  81 }
  82
  83 static const uint8_t baudrate_prescaler[] = {2,3,5,7};
  84 static const uint16_t baudrate_scaler[] = {2,4,6,8,16,32,64,128,256,512,1024,2048,4096,8192,16384,32768};
  85
  86 void spi_frequency(spi_t *obj, int hz) {
  87     uint32_t f_error = 0;
  88     uint32_t p_error = 0xffffffff;
  89     uint32_t ref = 0;
  90     uint32_t br = 0;
  91     uint32_t ref_spr = 0;
  92     uint32_t ref_prescaler = 0;
  93     uint32_t ref_dr = 0;
  94
  95     // bus clk
  96     uint32_t PCLK = bus_frequency();
  97
  98     for (uint32_t i = 0; i < 4; i++) {
  99         for (br = 0; br <= 15; br++) {
 100             for (uint32_t dr = 0; dr < 2; dr++) {
 101                 ref = (PCLK * (1U + dr) / baudrate_prescaler[i]) / baudrate_scaler[br];
 102                 if (ref > (uint32_t)hz)
 103                     continue;
 104                 f_error = hz - ref;
 105                 if (f_error < p_error) {
 106                     ref_spr = br;
 107                     ref_prescaler = i;
 108                     ref_dr = dr;
 109                     p_error = f_error;
 110                 }
 111             }
 112         }
 113     }
 114
 115     // set PBR and BR
 116     obj->spi->CTAR[0] &= ~(SPI_CTAR_PBR_MASK | SPI_CTAR_BR_MASK | SPI_CTAR_DBR_MASK);
 117     obj->spi->CTAR[0] |= (ref_prescaler << SPI_CTAR_PBR_SHIFT) | (ref_spr << SPI_CTAR_BR_SHIFT) | (ref_dr << SPI_CTAR_DBR_SHIFT);
 118 }
 119
 120 static inline int spi_writeable(spi_t *obj) {
 121     return (obj->spi->SR & SPI_SR_TFFF_MASK) ? 1 : 0;
 122 }
 123
 124 static inline int spi_readable(spi_t *obj) {
 125     return (obj->spi->SR & SPI_SR_RFDF_MASK) ? 1 : 0;
 126 }
 127
 128 int spi_master_write(spi_t *obj, int value) {
 129     //clear RX buffer flag
 130     obj->spi->SR |= SPI_SR_RFDF_MASK;
 131     // wait tx buffer empty
 132     while(!spi_writeable(obj));
 133     obj->spi->PUSHR = SPI_PUSHR_TXDATA(value & 0xffff) /*| SPI_PUSHR_EOQ_MASK*/;
 134
 135     // wait rx buffer full
 136     while (!spi_readable(obj));
 137     return obj->spi->POPR;
 138 }
 139
 140 int spi_slave_receive(spi_t *obj) {
 141     return spi_readable(obj);
 142 }
 143
 144 int spi_slave_read(spi_t *obj) {
 145     obj->spi->SR |= SPI_SR_RFDF_MASK;
 146     return obj->spi->POPR;
 147 }
 148
 149 void spi_slave_write(spi_t *obj, int value) {
 150     while (!spi_writeable(obj));
 151 }