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shiftIn and shiftOut do not work with SPI_MODE 3 and 4

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Avaliação

Dificuldade
4/5
Tempo estimado
3-5 dias
Facilidade para iniciantes
42/100
Tipo de issue
Bug
Clareza
Razoavelmente clara
Status de atividade
Estagnada
Stack de tecnologia
cpp
Domínio
embedded-iot

Direção de pesquisa

Comece em wiring_shift.c e compare shiftIn() e shiftOut() com o tratamento dos modos SPI pela SPI library. Reproduza o comportamento relatado do 74HC165 nos modos de clock afetados e, em seguida, verifique se o comportamento padrão de deslocamento continua correto para os modos e as ordens de bits existentes. A tarefa estará concluída quando as funções de software tratarem os modos relatados sem perder nem adicionar bits.

Escrita pelo modelo de indexação a partir do texto da issue.

Descrição

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
//
Linguagem predominante
C++
Estrelas
306
Forks
150
Nenhum PR com merge em 30d

Preparar o ambiente

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Primeiros passos

  1. Leia a issue inteira e depois o guia de contribuição do projeto.
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