[嵌入式]STM32 SPI读DW1000的Device_ID的问题与解决

官方Demo API读出的值为0，HAL读出的值为{0x 一串数字}
问题的解决方法，简单说就是增加唤醒的时长

硬件

• STM32F103ZET
• DWM1000
• CH340

引脚和配置

• 根据DW1000的数据文档（https://www.decawave.com/wp-content/uploads/2020/04/DW1000_Datasheet.pdf） 的第25页采取了默认的SPI模式0（POL=0，PHA=0），所以没有配GP5和GP6
• 使用了SPI1，基本上按官方Demo定义的接，然后通过串口3打印

问题的经过

1. 将官方的Demo（https://www.decawave.com/wp-content/uploads/2019/01/dw1000_api_rev2p14.zip）移植到了CubeMX创建的Keil5 MDK项目后（已移除了LCD、LED和USB部分），但当我想调用官方的dwt_readdevid()函数读取Device时，读出来的值为0。

  MX_GPIO_Init();
  MX_SPI1_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  uint8 buf[20];
  // wakeup and init 
  dwt_spicswakeup(buf, 20);
  reset_DW1000(); /* Target specific drive of RSTn line into DW1000 low for a period. */
  port_set_dw1000_slowrate();
  uint32 dwt_ID = 0;
  // dwt_readdevid()是官方的函数，读写寄存器0x00，理论上应该读出来的是0xDECA0130
  dwt_ID = dwt_readdevid();
  // 可惜读出来的值为0
  printf("ID:%lx\r\n",dwt_ID);

3. 然后，我再看了网络中大部分类似该篇https://mculover666.blog.csdn.net/article/details/114890352 的文章（这是直接使用HAL库），读出来的值为0x 800210a，可这也是不正确的。在看了https://decaforum.decawave.com/search?q=device%20id 论坛中相关话题，也没有找到合适的答案。而根据这份文档的https://www.decawave.com/sites/default/files/aps022_debugging_dw1000_based_products_systems.pdf的第7页，读出类似的值说明SPI的配置有问题：

If the device returns some other value e.g. 0xBD940260: -

• the SPI mode is probably not set correctly (the controller’s SPI mode does not match the DW1000 SPI mode); or
• the data read back is shifted. Check the controller’s SPI configuration.

3. 我又按照上述文档的如下方式，再尝试读写0x21寄存器，写入0x03，但读出还是0

	// Nss
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_RESET);
	uint8 dataA[20] = { 0x03 };
	uint8 dataB[20];
    // 这是官方读取设备函数（寄存器ID，index，长度，buffer）
	dwt_writetodevice(0x21, 0, 20, &dataA[0]);
	dwt_readfromdevice(0x21, 0 , 20, &dataB[0]);
	printf("(api reg 0x21)the data a is 0x%d, datab is 0x%d\r\n", dataA[0], dataB[0]);

deca_reg.h对0x21的描述为用户指定的SFD序列

/****************************************************************************//**
 * @brief Bit definitions for register USR_SFD
 *        Please read User Manual : User defined SFD sequence
**/
#define USR_SFD_ID              0x21            /* User-specified short/long TX/RX SFD sequences */

4. 但疑惑的是，我用HAL库的这个HAL_SPI_TransmitReceive函数读写时，写入0x04，读出0x04，时而为0x0。

	HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_RESET);
	uint8 dataA[20] = { 0x03, 0x04 };
	uint8 dataB[20];
	printf("***********\r\n");
	HAL_SPI_TransmitReceive(&hspi1, &dataA[1], &dataB[1], 4, HAL_MAX_DELAY);

问题的矛头

• 移植出的问题。

文件	函数	修改后	说明
deca_spi.c	readfromspi	int readfromspi(uint16 headerLength,const uint8 *headerBuffer, uint32 readlength, uint8 *readBuffer){	与deca_device_api.h文件保持一致
deca_spi.c	readfromspi	HAL_SPI_Transmit(&hspi1, (uint8 *)&headerBuffer[i], 1, HAL_MAX_DELAY);
deca_spi.c	writetospi	int writetospi(uint16 headerLength,const uint8 *headerBuffer,uint32 bodyLength,const uint8 *bodyBuffer){
port.h	port_deca_isr_t port_deca_isr;	extern port_deca_isr_t port_deca_isr;
port.h	末尾		为port.c的延时函数int usleep(useconds_t usec)定义类型useconds_t ，原是STM32Workspace软件插件中type.h封装的
port.c	portGetTickCnt	__INLINE uint32_t portGetTickCnt(void)

在port.h、port.c文件中需要对USB、LCD等相关代码清除，引入main.h声明引脚

• SPI配置的问题，对比官方Demo中的CubeMX项目具体配置（时钟输入不必为12，串口打印会乱码）。

这是串口打印出来的结果

问题的解决

根据https://decaforum.decawave.com/uploads/short-url/jQPkxawHn3LzbJln0QqjPShspZP.pdf文档第48页，dwt_spicswakeup函数唤醒DW1000至少需要500us，并取决于SPI读写速率
那么在deca_device.c文件下的dwt_spicswakeup函数中如下修改

int dwt_spicswakeup(uint8 *buff, uint16 length)
{
    if(dwt_readdevid() != DWT_DEVICE_ID) // Device was in deep sleep (the first read fails)
    {
        // Need to keep chip select line low for at least 500us
        dwt_readfromdevice(0x0, 0x0, length, buff); // Do a long read to wake up the chip (hold the chip select low)

        // Need 5ms for XTAL to start and stabilise (could wait for PLL lock IRQ status bit !!!)
        // NOTE: Polling of the STATUS register is not possible unless frequency is < 3MHz
        deca_sleep(5);
    }
    else
    {
			//printf("0x%lx", dwt_readdevid());
        return DWT_SUCCESS;
    }
    // DEBUG - check if still in sleep mode
    if(dwt_readdevid() != DWT_DEVICE_ID)
    {
			deca_sleep(200);//这里加长延时，值自行调整
        return DWT_ERROR;
    }
		printf("0x%lx", dwt_readdevid());
    return DWT_SUCCESS;
}

在main.c文件main函数测试

printf("DW1000:\r\n");
while (dwt_spicswakeup(dummy_buffer, DUMMY_BUFFER_LEN) != DWT_SUCCESS);

串口输出结果
其它相应配置

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