SPI sběrnice — základy

#include <stdio.h>
#include "hardware/spi.h"
#include "pico/binary_info.h"
#include "pico/stdlib.h"

#define BUF_LEN 128

void printbuf(uint8_t buf [], size_t len)
{
  int i;
  for (i = 0; i < len; ++i) {
    if (i % 16 == 15)
      printf ("%02x\n", buf [i]);
    else
      printf ("%02x ", buf [i]);
  }
  // přidáme '\n'
  if (i % 16) {
    putchar ('\n');
  }
}

int main() {
  // inicializace stdio pře USB
  stdio_init_all();
  sleep_ms (21000);
  printf ("SPI ridici Pico\n");

  // SPI0 poběží na 1 MHz
  spi_init (spi_default, 1000000);

  // přiřadíme piny
  // (zde jsou implicitní pro SPI0)
  gpio_set_function(16, GPIO_FUNC_SPI);
  gpio_set_function(18, GPIO_FUNC_SPI);
  gpio_set_function(19, GPIO_FUNC_SPI);
  gpio_set_function(17, GPIO_FUNC_SPI);

  // Bufer pro posílání
  uint8_t out_buf[BUF_LEN];
  // Buffer pro příjem dat.
  uint8_t in_buf[BUF_LEN];

  // Vynulujeme buffery.
  for(uint8_t i = 0; i < BUF_LEN; ++i) {
    out_buf[i] = 0;
    in_buf[i] = 0;
  }

  for (uint8_t i = 0; ; ++i) {
    printf ("Posilam %d do 2. Pico\n", i);
    out_buf [0] = i;
    // Zapisujeme do výstupního buferu MOSI
    // a současně čteme z MISO bufferu.
    spi_write_read_blocking(
        spi_default,
        out_buf,
        in_buf,
        1);

    // Spíme 2s, abychom mohli číst
    // z stdio
    sleep_ms (2000);
  }
}

#include <stdio.h>
#include "hardware/spi.h"
#include "pico/binary_info.h"
#include "pico/stdlib.h"

#define BUF_LEN 128

void printbuf (uint8_t buf [], size_t len)
{
  int i;
  for (i = 0; i < len; ++i) {
    if (i % 16 == 15)
      printf ("%02x\n", buf [i]);
    else
      printf ("%02x ", buf [i]);
  }
  // přidáme '\n'
  if (i % 16) {
    putchar ('\n');
  }
}

int main() {
  // inicializace stdio pře USB
  stdio_init_all();
  sleep_ms (2 * 1000);
  printf ("SPI podrizene Pico\n");

  // SPI0 poběží na 1 MHz (podřízený)
  spi_init( spi_default, 1000000);
  spi_set_slave( spi_default, true );

  // přiřadíme piny
  gpio_set_function(16, GPIO_FUNC_SPI);
  gpio_set_function(18, GPIO_FUNC_SPI);
  gpio_set_function(19, GPIO_FUNC_SPI);
  gpio_set_function(17, GPIO_FUNC_SPI);

  // Bufer pro posílání
  uint8_t out_buf[BUF_LEN];
  // Buffer pro příjem dat.
  uint8_t in_buf[BUF_LEN];

  // Vynulujeme buffery
  for (uint8_t i = 0; i < BUF_LEN; ++i) {
    out_buf [i] = 0;
    in_buf [i] = 0;
  }

  // čtecí smyčka
  while (1) {
    if (spi_is_readable(spi_default)) {
      printf ("Ctu data z SPI..\n");
      // Nezapisujeme nic do výstupního
      // buferu MOSI - out_buf je 0
      // a současně čteme z MISO bufferu.
      spi_read_blocking(
        spi_default,
        0,
        in_buf,
        1);
      printf ("Prijato: %d\n", in_buf [0]);
    }
  }
}

SPI ridici Pico
Posilam 0 do 2. Pico
Posilam 1 do 2. Pico
Posilam 2 do 2. Pico
Posilam 3 do 2. Pico
Posilam 4 do 2. Pico
Posilam 5 do 2. Pico
Posilam 6 do 2. Pico
Posilam 7 do 2. Pico
Posilam 8 do 2. Pico
Posilam 9 do 2. Pico
Posilam 10 do 2. Pico

SPI podrizene Pico
Ctu data z SPI..
Prijato: 0
Ctu data z SPI..
Prijato: 1
Ctu data z SPI..
Prijato: 2
Ctu data z SPI..
Prijato: 3
Ctu data z SPI..
Prijato: 4
Ctu data z SPI..
Prijato: 5
Ctu data z SPI..
Prijato: 6
Ctu data z SPI..
Prijato: 7
Ctu data z SPI..
Prijato: 8
Ctu data z SPI..
Prijato: 9
Ctu data z SPI..
Prijato: 10

cmake_minimum_required(VERSION 3.13)

include($ENV{PICO_SDK_PATH}/external/pico_sdk_import.cmake)

project(master C CXX ASM)

set(CMAKE_C_STANDARD 11)
set(CMAKE_CXX_STANDARD 17)

pico_sdk_init()

add_executable(master
  master.c
)

pico_enable_stdio_usb(master 1)
pico_enable_stdio_uart(master 0)

pico_add_extra_outputs(master)

target_link_libraries(master pico_stdlib hardware_spi)

cmake_minimum_required(VERSION 3.13)

include($ENV{PICO_SDK_PATH}/external/pico_sdk_import.cmake)

project(slave C CXX ASM)

set(CMAKE_C_STANDARD 11)
set(CMAKE_CXX_STANDARD 17)

pico_sdk_init()

add_executable(slave
  slave.c
)

pico_enable_stdio_usb(slave 1)
pico_enable_stdio_uart(slave 0)

pico_add_extra_outputs(slave)

target_link_libraries(slave pico_stdlib hardware_spi)

/* master_sync.c
 *
 */
 
#include <stdio.h>
#include "hardware/spi.h"
#include "pico/binary_info.h"
#include "pico/stdlib.h"

#define BUF_LEN 128


int main() {
  // inicializace stdio pře USB
  stdio_init_all();
  sleep_ms (2000);
  printf ("SPI ridici Pico\n");

  // SPI0 poběží na 1 MHz
  spi_init (spi_default, 1000000);

  // přiřadíme piny
  // (zde jsou implicitní pro SPI0)
  gpio_set_function(16, GPIO_FUNC_SPI);
  gpio_set_function(18, GPIO_FUNC_SPI);
  gpio_set_function(19, GPIO_FUNC_SPI);
  gpio_set_function(17, GPIO_FUNC_SPI);

  // Bufer pro posílání
  uint8_t out_buf[BUF_LEN];
  // Buffer pro příjem dat.
  uint8_t in_buf[BUF_LEN];

  // Vynulujeme buffery.
  for(uint8_t i = 0; i < BUF_LEN; ++i) {
    out_buf[i] = 0;
    in_buf[i] = 0;
  }

  int n = 0;
  for (uint8_t i = 0; ; ++i) {
    printf ("Posilam %d do 2. Pico\n", i);
    out_buf [0] = i;
    // Zapisujeme do výstupního buferu MOSI
    // a současně čteme z MISO bufferu.
    n = spi_write_read_blocking(
        spi_default,
        out_buf,
        in_buf,
        1);

    // Spíme 2s, abychom mohli číst stdio
    printf("Přečetli jsme: %d byte o hodnote %d z druhe strany\n",n,in_buf[0]);
    sleep_ms (2000);
  }
}

/* slave_sync.c
 *
 */
 
#include <stdio.h>
#include "hardware/spi.h"
#include "pico/binary_info.h"
#include "pico/stdlib.h"

#define BUF_LEN 128

int main() {
  // inicializace stdio pře USB
  stdio_init_all();
  sleep_ms (2000);
  printf ("SPI podrizene Pico\n");

  // SPI0 poběží na 1 MHz (podřízený)
  spi_init( spi_default, 1000000);
  spi_set_slave( spi_default, true );

  // přiřadíme piny
  gpio_set_function(16, GPIO_FUNC_SPI);
  gpio_set_function(18, GPIO_FUNC_SPI);
  gpio_set_function(19, GPIO_FUNC_SPI);
  gpio_set_function(17, GPIO_FUNC_SPI);

  // Bufer pro posílání
  uint8_t out_buf[BUF_LEN];
  // Buffer pro příjem dat.
  uint8_t in_buf[BUF_LEN];

  // Vynulujeme buffery
  for (uint8_t i = 0; i < BUF_LEN; ++i) {
    out_buf [i] = 0;
    in_buf [i] = 0;
  }

  int n = 0;
  // čtecí a zapisovací smyčka
  for (uint8_t i = 0; ; ++i) {
    printf ("Posilam %d do 1. Pico. ", i);
    out_buf [0] = i;
    // Zapisujeme do výstupního buferu MOSI
    // a současně čteme z MISO bufferu.
    n = spi_write_read_blocking(
        spi_default,
        out_buf,
        in_buf,
        1);

    // Spíme 2s, abychom mohli číst z stdio
    printf("Přečetli jsme: %d byte %d z druhe strany\n",n,in_buf[0]);
    sleep_ms (2000);
  }  
}

/* master_sync.c s ošetřením chyby komunikace
 * (c) Jirka Chráska 2025; <jirka@lixis.cz>
 */
 
#include <stdio.h>
#include "hardware/spi.h"
#include "pico/binary_info.h"
#include "pico/stdlib.h"

#define BUF_LEN 128

void printBits8(uint8_t num) {
    int bits =  8;
    for (int i = bits - 1; i >= 0; i--) {
        printf("%d", (num >> i) & 1);
    }
    printf("\n");
}

int main() {
  // inicializace stdio pře USB
  stdio_init_all();
  gpio_init(25);
  gpio_set_dir(25,GPIO_OUT);
  gpio_put(25,1);
  sleep_ms (2000);
  printf ("SPI ridici Pico\n");

  // SPI0 poběží na 1 MHz
  spi_init (spi_default, 1000000);

  // přiřadíme piny
  // (zde jsou implicitní pro SPI0)
  gpio_set_function(16, GPIO_FUNC_SPI);
  gpio_set_function(18, GPIO_FUNC_SPI);
  gpio_set_function(19, GPIO_FUNC_SPI);
  gpio_set_function(17, GPIO_FUNC_SPI);

  // Bufer pro posílání
  uint8_t out_buf[BUF_LEN];
  // Buffer pro příjem dat.
  uint8_t in_buf[BUF_LEN];

  // Vynulujeme buffery.
  for(uint8_t i = 0; i < BUF_LEN; ++i) {
    out_buf[i] = 0;
    in_buf[i] = 0;
  }

  int n = 0;
  // čtecí a zapisovací smyčka
  for (uint8_t i = 0; ; ++i) {
    gpio_put(25,0);
    printf ("Posílám %d do podřízeného Pico\n", i);
    out_buf[0] = i;
    out_buf[1] = ~i;
    printBits8(out_buf[0]);
    printBits8(out_buf[1]);
    // Zapisujeme do výstupního buferu MOSI
    // a současně čteme z MISO bufferu.
    n = spi_write_read_blocking(
        spi_default,
        out_buf,
        in_buf,
        2);

    printBits8(in_buf[0]);
    printBits8(in_buf[1]);
    uint8_t data  =  in_buf[0];
    uint8_t ndata = ~in_buf[1];
    // test chyby
    if( data == ndata ) {
        printf("Přečetli jsme správně: %d byte o hodnote %d z druhé strany, negace %d\n",n,data,ndata);
        sleep_ms (2000);
        
    } else {
        // Při poruše blikneme LEDkou
        gpio_put(25,1);
        printf("Druhá strana nekomunikuje správně: %d byte o hodnote %d negace %d\n",n,data,ndata);
        sleep_ms(1000);
        gpio_put(25,0);
        sleep_ms(1000);
    }
  }
}

/* slave_sync.c s ošetřením chyby komunikace
 * (c) Jirka Chráska 2025; <jirka@lixis.cz>
 */
 
#include <stdio.h>
#include "hardware/spi.h"
#include "pico/binary_info.h"
#include "pico/stdlib.h"

#define BUF_LEN 128

void printBits8(uint8_t num) {
    int bits =  8;
    for (int i = bits - 1; i >= 0; i--) {
        printf("%d", (num >> i) & 1);
    }
    printf("\n");
}

int main() {
  // inicializace stdio pře USB
  stdio_init_all();
  gpio_init(25);
  gpio_set_dir(25,GPIO_OUT);
  gpio_put(25,1);
  sleep_ms (2000);
  printf ("SPI podrizene Pico\n");

  // SPI0 poběží na 1 MHz (podřízený)
  spi_init( spi_default, 1000000);
  spi_set_slave( spi_default, true );

  // přiřadíme piny
  gpio_set_function(16, GPIO_FUNC_SPI);
  gpio_set_function(18, GPIO_FUNC_SPI);
  gpio_set_function(19, GPIO_FUNC_SPI);
  gpio_set_function(17, GPIO_FUNC_SPI);

  // Bufer pro posílání
  uint8_t out_buf[BUF_LEN];
  // Buffer pro příjem dat.
  uint8_t in_buf[BUF_LEN];

  // Vynulujeme buffery
  for (uint8_t i = 0; i < BUF_LEN; ++i) {
    out_buf [i] = 0;
    in_buf [i] = 0;
  }

  int n = 0;
  // čtecí a zapisovací smyčka
  for (uint8_t i = 0; ; ++i) {
    gpio_put(25,0);
    printf ("Posílám %d do řídícího Pico\n", i);
    out_buf[0] = i;
    out_buf[1] = ~i;
    printBits8(out_buf[0]);
    printBits8(out_buf[1]);
    // Zapisujeme do výstupního buferu MOSI
    // a současně čteme z MISO bufferu.
    n = spi_write_read_blocking(
        spi_default,
        out_buf,
        in_buf,
        2);

    printBits8(in_buf[0]);
    printBits8(in_buf[1]);
    uint8_t data  =  in_buf[0];
    uint8_t ndata = ~in_buf[1];
    // test chyby
    if( data == ndata ) {
        printf("Přečetli jsme správně: %d byte o hodnote %d z druhe strany, negace %d\n",n,data,ndata);
        sleep_ms (2000);
        
    } else {
        // při poruše blikneme LEDkou
        gpio_put(25,1);
        printf("Druhá strana nekomunikuje správně: %d byte o hodnote %d negace %d\n",n,data,ndata);
        sleep_ms(1000);
        gpio_put(25,0);
        sleep_ms(1000);
    }
  }
}