串口轉SPI驅動協議的制定
最近在做到一個項目，需要使用SPI去驅動外設，但是我們不是直接使用主控去編寫外設的SPI驅動。所以就會有一個串口轉SPI的需求，即使用UART發送數據轉爲SPI驅動。做了簡單的框架圖，以幫助大家理解。
到這，不免大家有疑問，我幹嘛要這樣多此一舉，我直接用可編程主控去控制SPI外設不就好了。正常情況下，這樣的想法一點問題都沒有，甚至想給你點個贊。OK，接下來看我裝逼了~~~~。
假如我手裏的主控是一個帶無線的主控。例如DFRobot的Bluno系列，就是帶藍牙的主控。這裏只是簡單舉個例子，不一定要用藍牙，有wifi，2.4G之類的等等，都有可能。那既然有無線，我幹嘛一定要使用有線的呢。當然，如果你是速度黨，那就另當別論了。接下來的可能不太適合你了，請移步~。
所以上面的框架圖自然而然就得更新了，然後圖就變成下面這樣了。
這樣的話，我想大家就應該能理解爲什麼需要做這個串口轉SPI的驅動協議了。當然這裏所說的串口並不一定是物理的UART，我這裏用的藍牙，就是藍牙透傳過來的數據。統稱爲了串口數據。說白了就是把藍牙接收到的數據轉成SPI協議驅動外設。
接下來我們先簡單看下SPI的協議。使用過SPI的應該比較熟悉，四線SPI的數據線有MISO和MOSI兩個，這兩條線上的數據是同步傳輸的，也就是主機在發一個數據的時候，從機也會有一個數據返回，至於返回的數據是否是有效的，就看各個傳感器自己的定義的。
上圖的意思就是MOSI上數據爲0x01時，MISO返回的爲0x11。MOSI數據爲0x02時，MISO返回的是0x12，依次類推。MOSI和MISO是同步產生的，也就是說MOSI和MISO是在同一時間段上產生的。所以SPI的實質就是交換數據，但是像我們自定義的UART轉SPI協議是不可能像這樣全雙工的。因爲我們需要把UART得到數據先解析判斷一次，看它是個什麼意思，再把這意思通過SPI跟從設備進行通信。所以，在沒有數據量緩存的情況下，可以按照下面這種來進行通行。
當然現在的單片機顯示是不可能這點數據緩存量都沒有。所以按照正常來說，我們還是選用發一段數據後，再查看這段數據的返回值。因爲有很多SPI傳感器是需要查看返回值的，根據返回的值來判斷下一步該怎樣執行。時序圖就像下面這樣了。
當然如果我們的無線傳輸如果是全雙工的，並且速度很快的話，也可以像下面這樣，先緩存部分數據後，接收數據和SPI通信便可以同步進行，只需要主控這邊在接收到返回的數據後，進行一下偏移操作就可以得到正確的返回值。
我這邊使用的是BLE設備，所以速度都被BLE限制了，再加上BLE這邊每次只能發送20字節的數據。感覺怎樣優化都沒多大影響了。所以決定乾脆直接以BLE的一個包爲解析對象了。
我們理想的狀態就像上面一樣第一個包把數據傳過來，SPI驅動後把數據再還回去。但是不可能達到理想狀態，因爲我們既然是做的UART轉SPI協議，就得讓他可以支持其他SPI外設，也就是我們得需要片選命令。保證其可以根據片選命令來執行拉低哪個IO口。所以我們需要一個包保證其先選對從機設備。例如可以發送一個如下圖的包
這個包首先是一個不滿20字節的包，然後包頭爲0x55,0xAA,包尾爲0x0D,0x0A。數據位xx代表的是切換到哪個CS。
接下來的話，就是當我結束SPI通信時，需要把CS拉高。我們也可以同樣發送上面的包，把xx設置爲0xFF就代表通信結束。或則發送的數據包不足20個字節也代表結束。這樣的話，整個通訊流程就比較清晰了。
OK,然後我這邊總結下流程，演示一次跟SPI從機通信的流程。
1、主控先通過藍牙發送控制CS的命令，設置好UART轉SPI芯片需要操作的CS的NUM號。
2、UART轉SPI芯片接收到這條命令後，解析出需要操作的CS號是0x01號。
3、主控在再發送下面的命令。
4、UART轉SPI芯片接收到這條數據後，把之前設置好的CS引腳拉低，使能SPI從機，根據命令與SPI 從機進行通信，因爲該包沒有達到20字節，說明這個包包含了所有通信命令，即與SPI 從機通信後就可以把CS拉高。然後把返回的數據再通過藍牙發送回去。
5、主控再根據接收到的數據來執行別的動作了。單次的SPI通信就完成了，有其他操作只需要重複步驟就好了。這樣就實現了UART轉SPI的功能了。
煩請各位積極批鬥，一個人的想法肯定是不完善的，有批鬥纔有進步。