RK3568驱动指南｜第十六篇 SPI-第190章 配置模式下寄存器的配置

瑞芯微 RK3568 芯片是一款定位中高端的通用型 SOC，采用 22nm 制程工艺，搭载一颗四核 Cortex-A55 处理器和 Mali G52 2EE 图形处理器。RK3568 支持 4K 解码和 1080P 编码，支持 SATA/PCIE/USB3.0 外围接口。RK3568 内置独立 NPU，可用于轻量级人工智能应用。RK3568 支持安卓 11 和 linux 系统，主要面向物联网网关、NVR 存储、工控平板、工业检测、工控盒、卡拉 OK、云终端、车载中控等行业。

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1. 第 190 章 配置模式下寄存器的配置

在前面两个章节中编写了复位函数以及读寄存器函数，向 MCP2515 发送 SPI 复位指令之后就会进入配置模式下，只有在配置模式才可以修改以下寄存器：

·CNF1、CNF2 和 CNF3：用于配置波特率

·TXRTSCTRL：用于控制发送请求引脚

·验收过滤寄存器：用于设置验收过滤器

·验收屏蔽寄存器：用于设置验收屏蔽

当然除了上述寄存器只能在配置模式下进行修改之外，在配置模式也是可以对其他寄存器进行修改的，而为了 SPI 转 CAN MCP2515 芯片正常工作，需要在配置模式配置以下寄存器：

CNF1、CNF2 和 CNF3：用于配置波特率

RXB0CTRL：接收缓冲器 0 控制寄存器

CANINTE：中断使能寄存器

接下来对每个寄存器的具体配置原理进行讲解。

190.1 CNF1、CNF2 和 CNF3 寄存器配置

CAN 总线上的所有器件都必须使用相同的比特率，而 CNF1、CNF2 和 CNF3 三个寄存器就是用来配置 CAN 总线波特率的，更具体的说明为 CNF1、CNF2 和 CNF3 三个寄存器通过对位时间各个段的配置，进而设置 CAN 总线的波特率。

而位时间（Bit Time）是指一个二进制位在总线上传输所需的时间，它又由 4 段组成，每段由称为 Time Quantum（Tq，时间单位）的最小时间单位构成。如下图所示：

位时间的 4 个段分别是：

（1）同步段（Synchronization Segment，Sync_Seg）

·用于同步接收器的时钟到传输器的时钟。

·持续 1 个 Tq。

（2）传播时间段（Propagation Time Segment，Prop_Seg）

·用于补偿信号在总线上传输的时间延迟。

·可配置为 1 到 8 个 Tq。

（3）相位缓冲段 1（Phase Buffer Segment 1，Phase_Seg1）

·用于补偿相位错误和支持重同步跳转。

·可配置为 1 到 8 个 Tq。

（4）相位缓冲段 2（Phase Buffer Segment 2，Phase_Seg2）

·用于补偿相位错误和支持重同步跳转。

·可配置为 1 到 8 个 Tq。

每个 CAN 报文的二进制数据都通过这些位时间段进行传输。位时间的配置对于 CAN 总线的正确通信至关重要，它影响总线的传输速率、同步和误差处理能力，在数据手册中给出了 TQ 计算公式，TQ = 2 x (BRP + 1)/FOSC，其中 FOSC 为 MCP2515 外设晶振频率 8MHZ，BRP 为 cnf1 寄存器设置的预分频系数，可以任意设置，确保最后的 TQ 为整数即可，这里设置为 0x01，然后对 TQ 进行计算得到 TQ=500ns，这时候已经可以确定最小单位 TQ 的值为 500ns，然后指定 can 的波特率为 125K，然后相除就可以得到位时间 8000ns/500ns=16 个 TQ，而在 MCP2515 的数据手册中要求时间段的设定必须满足以下要求：

（1）传播段 + 相位缓冲段 PS1 >= 相位缓冲段 PS2

（2）传播段 + 相位缓冲段 PS1 >= TDELAY (TDELAY 典型值为 1-2 TQ)

（3）相位缓冲段 PS2 > 同步跳转宽度 SJW(SJW 最大值为 4 TQ, 一般取 1 TQ 即可满足要求)

最终确定各个段的值位：同步段 1 个 TQ，传播段 2 个 TQ，相位缓冲段 PS1 7 个 TQ，相位缓冲段 PS2 6 个 TQ，然后来根据各个段的值确定 cnf1、cnf2、cnf3 的取值。

CNF1 寄存器内容如下图所示：

其中 bit7- 6 为 SJW 同步跳转宽度位，根据数据手册的描述设置位 1TQ 即可满足要求，而 bit5- 0 表示波特率预分频比位，上面计算的时候已经确定值为 1，所以 conf1 的值已经确定为 0x01。

CONF2 寄存器内容如下图所示：

bit7 为相位缓冲 PS2 段的时间长度位，这里设置为 1，由 CNF3 寄存器决定。

bit6 设置为 0 采样点配置位，这里设置为 0，表示进行一次采样。

Bit5-bit3 表示相位缓冲段 PS1 的长度，相位缓冲段 PS1 为 7 个 TQ，所以 Bit5-bit3 应为 6，换算为二进制为 110，

Bit2-bit0 表示传播段长度，传播段长度位 2 个 TQ，所以 Bit5-bit3 应为 1，换算为二进制就为 001。

综上 CNF2 的值为 10110001，换算成 16 进制就为 0xB1。

CONF3 寄存器内容如下图所示：

其中 bit2- 0 表示相位缓冲段 PS2 长度，相位缓冲段为 6 个 TQ, 所以 bit2- 0 值应为 5，转换为二进制为 101。而其他位设置为 0 即可，综上 CNF3 要设置的值为 0x05。

190.2 RXB0CTRL 寄存器配置

除了要配置 CNF1、CNF2、CNF3 三个 CAN 波特率配置寄存器之外，还需要对 RXB0CTRL 接收缓冲器 0 控制寄存器进行配置，RXB0CTRL 寄存器内容如下图所示：

需要将 bit6- 5 设置为 11，表示接收所有的报文，其他位都设置为 0 即可，所以该寄存器要设置的二进制值为 01100000，换算成 16 进制就为 0x60。

190.3 CANINTE 寄存器配置

最后还需要对 CANINTE——中断使能寄存器进行配置，CANINTE 寄存器内容如下所示：

可以得到写指令的指令格式为 00000010，同样的可以编写写寄存器对应的函数，具体内容如下所示：

void mcp2515_write_reg(char reg, char value) {
    int ret;
    char write_buf[] = {0x02, reg, value};  // SPI 写缓冲区，用于发送写寄存器命令

    ret = spi_write(spi_dev, write_buf, sizeof(write_buf));  // 发送 SPI 写命令
    if (ret 

通过调用 mcp2515_write_reg 写寄存器函数就可以对上述三个小节讲解的寄存器进行修改了，具体内容如下所示：

#define CNF1 0x2a                    // 寄存器定义
#define CNF2 0x29
#define CNF3 0x28
#define RXB0CTRL 0x2b
#define CANINTE 0x60
 
mcp2515_write_reg(CNF1, 0x01);  // 写入寄存器配置值
mcp2515_write_reg(CNF2, 0xb1);
mcp2515_write_reg(CNF3, 0x05);
mcp2515_write_reg(RXB0CTRL , 0x60);
mcp2515_write_reg(CANINTE , 0x05);

至此，关于配置模式中寄存器的配置就完成了，在下个小节中将会讲解一种常用的寄存器值修改方法位修改指令和屏蔽字节。

190.5 位修改指令和屏蔽字节

位修改指令（Modify Bit instruction）是一种指令或操作，允许用户在处理器或芯片的寄存器中修改单个位（bit），而不影响寄存器中的其他位。

屏蔽字节（Mask Byte）：屏蔽处理器或芯片寄存器中特定位的字节值。屏蔽字节决定了在执行位修改指令时哪些位会被修改，哪些位会保持不变。通过在位修改指令中使用屏蔽字节，可以精确地指定要修改的寄存器位，而不会影响其他位的内容。

MCP2515 支持位修改指令和屏蔽字节，MCP2515 的 SPI 指令表如下所示：

、

位修改指令格式如下所示：

CS 片选信号拉低之后依次向 MCP2515 发送位修改命令字节、寄存器地址、屏蔽字节以及数据字节。

屏蔽字节确定允许修改寄存器中的哪一位。屏蔽字节中的“1”表示允许对寄存器中的相应位进行修改；而“0”则禁止修改。数据字节确定寄存器位修改的最终结果。如果屏蔽字节 相应位置为“1”，数据字节中的“1”表示将寄存器对 应位设置为 1，而“0”将对该位清零，如下图所示：

然后来编写位修改指令的函数，具体内容如下所示：

// MCP2515 修改寄存器位函数
void mcp2515_change_regbit(char reg, char mask, char value) {
    int ret;
    char write_buf[] = { 0x05, reg, mask, value};  // SPI 写缓冲区，用于发送修改寄存器位命令

    ret = spi_write(spi_dev, write_buf, sizeof(write_buf));  // 发送 SPI 写命令
    if (ret 

在 190.2 章节中使用的是 spi_write 函数对 RXB0CTRL 寄存器全部的只进行的修改，在学习位修改指令之后就可以单独对要操作的位就行修改可以内容由

#define RXB0CTRL 0x60
 
mcp2515_write_reg(RXB0CTRL , 0x60);

修改为

mcp2515_change_regbit(RXB0CTRL, 0x64, 0x60);

至此，对于位修改的讲解就完成了，由于本章节只是对寄存器进行的讲解和配置，并不能得到具体的实验结果，所以本章不再进行实验，接下来的章节将继续对 mcp2505 驱动程序进行完善。