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shiftIn and shiftOut do not work with SPI_MODE 3 and 4

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Bewertung

Schwierigkeit
4/5
Geschätzter Aufwand
3-5 Tage
Anfängerfreundlichkeit
42/100
Issue-Typ
Bug
Klarheit
Größtenteils klar
Aktivitätsstatus
Veraltet
Tech-Stack
cpp
Bereich
embedded-iot

Rechercherichtung

Beginne in wiring_shift.c und vergleiche shiftIn() und shiftOut() mit der Handhabung der SPI-Modi durch die SPI library. Reproduziere das gemeldete 74HC165-Verhalten in den betroffenen Taktmodi und überprüfe anschließend, dass das standardmäßige Shift-Verhalten für vorhandene Modi und Bit-Reihenfolgen weiterhin korrekt ist. Als abgeschlossen gilt die Aufgabe, wenn die Softwarefunktionen die gemeldeten Modi ohne fehlende oder zusätzliche Bits verarbeiten.

Vom Indexierungsmodell aus dem Issue-Text verfasst.

Beschreibung

The solution described here might well fix several other problems in this thread where bits go missing or additional bits appear...
I was trying to use the standard Arduino shiftIn and shiftOut to operate a 74HC165 shift register. I found that it always clocked one too many bits, and therefore shifted all the bits to the left, losing the top one. This did not happen when I used hardware SPI (the SPI library).
I therefore took a close look at the source code for shiftIn and shiftOut in (wiring_shift.c) and soon spotted the problem: shiftIn and shiftOut assume a clock polarity of 0. They will therefore only work with SPI_MODE0 and 1.

This can be fixed by inverting the clock signal if the SPI_MODE is 3 or 4. I give my solution below. The functions require the SPI mode as an additional parameter, using the Arduino standard definitions SPI_MODE0 etc.
While I was at it, I gained a little speed by taking the test for MSBFIRST or LSBFIRST outside the bit loop and by declaring the method ‘inline’.
I have tested NEWshiftIn with the 74HC165 shift register (SPI_MODE3) and it works fine. I have not tested NEWshiftOut yet as I do not have a MOD3 or 4 device output to test it with. I have also not tested the timings to see if there is a real improvement, as I do not have access to the necessary equipment at the moment. I will be happy to hear from anyone who does any of these tests.
Happy shifting in SPI_MODES 3 and 4!

// ===============================================================================================================================
// New version of shiftIn() and shiftOut with the clock polarity bug removed
// Requires SPI_MODE as a parameter
// Also speeded up by taking the bit direction test out of the loop
// Andrew W Symons 9-Aug-2018
//
// SHIFT IN
//
inline uint8_t NEWshiftIn(uint8_t dataPin, uint8_t clockPin, uint8_t bitOrder, uint8_t spiMode )
{
    uint8_t value = 0;
    uint8_t i;
    
    uint8_t clock_polarity = spiMode >> 1 ;
    switch ( bitOrder )
    {
        case LSBFIRST:
        {
            for (i = 0; i < 8; ++i)
            {
                digitalWrite(clockPin, HIGH ^ clock_polarity );
                value |= digitalRead(dataPin) << i;
                digitalWrite(clockPin, LOW ^ clock_polarity );
            } ;
        } ;
        break ;
    
        case MSBFIRST:
        {
            for (i = 0; i < 8; ++i)
            {
                digitalWrite(clockPin, HIGH ^ clock_polarity );
                value |= digitalRead(dataPin) << (7 - i);
                digitalWrite(clockPin, LOW ^ clock_polarity );
            } ;
        } ;
        break ;
    } ;
    return value;
} ;
//
// ===============================================================================================================================
// SHIFT OUT
//
inline void NEWshiftOut(uint8_t dataPin, uint8_t clockPin, uint8_t bitOrder, uint8_t val, uint8_t spiMode )
{
    uint8_t i;
    uint8_t clock_polarity = spiMode >> 1 ;
    switch ( bitOrder )
    {
        case LSBFIRST:
        {
            digitalWrite(dataPin, !!(val & (1 << i)));
            digitalWrite(clockPin, HIGH ^ clock_polarity );
            digitalWrite(clockPin, LOW ^ clock_polarity );
        } ;
        break ;
    
        case MSBFIRST:
        {
            digitalWrite(dataPin, !!(val & (1 << (7 - i))));
            digitalWrite(clockPin, HIGH ^ clock_polarity );
            digitalWrite(clockPin, LOW ^ clock_polarity );
        } ;
        break ;
    } ;
} ;
//
// ===============================================================================================================================
// END OF FILE
//
Vorherrschende Sprache
C++
Sterne
307
Forks
152
Keine gemergten PRs in 30 T.

Entwicklungsumgebung

Dieses Projekt bietet weder Dev-Container noch Dockerfile noch Beitragsleitfaden – die Einrichtung liegt bei Ihnen. Beginnen Sie mit der README; die allgemeinen Schritte stehen in unserem Leitfaden für den ersten Beitrag.

Erste Schritte

  1. Lesen Sie das ganze Issue und danach den Beitragsleitfaden des Projekts.
  2. Schreiben Sie ins Issue, dass Sie es übernehmen — das erspart doppelte Arbeit.
  3. Forken Sie das Repository und arbeiten Sie in einem Branch.
  4. Öffnen Sie einen Pull Request, der die Issue-Nummer nennt.

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