STM32F3 MAX7219 SPI

[Schweigert V. (schweigert_v)]

ich versuche gerade, eine 7 Segment Indicator (siehe Bild), die von 
einem MAX7219 gesteuert wird, mit einem STM32F303 via Software SPI 
anzusteuern.
Aber klappt etwas nicht!

  
/**
 ******************************************************************************
 * @file    main.c
 * @author  Ac6
 * @version V1.0
 * @date    01-December-2013
 * @brief   Default main function.
 ******************************************************************************
 */

#include "stm32f30x.h"
#include "stm32f30x_gpio.h"
#include "stm32f30x_rcc.h"
#include "stm32f30x_spi.h"

#define SCK_Pin  GPIO_Pin_10
#define SCK_Pin_Port GPIOC

#define MOSI_Pin GPIO_Pin_12
#define MOSI_Pin_Port GPIOC

#define SS_Pin  GPIO_Pin_2
#define SS_Pin_Port GPIOD

#define cs_set() SS_Pin_Port->BRR = SS_Pin;
#define cs_reset() SS_Pin_Port->BSRR = SS_Pin;

//OPTIONS
#define SCANLIMIT 7
#define INTENSITY_HIGH 12
#define INTENSITY_MED 7
#define INTENSITY_LOW 3
#define DP 0x80
#define MINUS 0x0a
#define BLANK 0x0f
#define DECODEMODE 0xff

//OPCODES
#define OP_NOOP   0
#define OP_DIGIT0 1
#define OP_DIGIT1 2
#define OP_DIGIT2 3
#define OP_DIGIT3 4
#define OP_DIGIT4 5
#define OP_DIGIT5 6
#define OP_DIGIT6 7
#define OP_DIGIT7 8
#define OP_DECODEMODE  9
#define OP_INTENSITY   10
#define OP_SCANLIMIT   11
#define OP_SHUTDOWN    12
#define OP_DISPLAYTEST 15

void SPISend(uint8_t addr, uint8_t data) {
  cs_set()
  ;
  SPI_I2S_SendData16(SPI3, (((uint16_t) addr << 8) + data));
  cs_reset()
  ;

}

void SPIInit(void) {

  SPI_InitTypeDef SPIConf;
  SPIConf.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;
  SPIConf.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;
  SPIConf.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;
  SPIConf.SPI_CRCPolynomial = 7;
  SPIConf.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low;
  SPIConf.SPI_CPHA = SPI_CPHA_1Edge;
  SPIConf.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;
  SPIConf.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_8;
  SPIConf.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;
  SPI_Init(SPI3, &SPIConf);
  SPI_Cmd(SPI3, ENABLE);
}

void GPIOInit(void) {
  RCC_AHBPeriphClockCmd(
  RCC_AHBPeriph_GPIOC | RCC_AHBPeriph_GPIOD | RCC_APB1ENR_SPI3EN, ENABLE);
  GPIO_InitTypeDef PORT;

  PORT.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10 ;
  PORT.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
  PORT.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
  GPIO_Init(GPIOC, &PORT);

  PORT.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;
  PORT.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
  PORT.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
  GPIO_Init(GPIOC, &PORT);

  PORT.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;
  PORT.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
  PORT.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
  GPIO_Init(GPIOD, &PORT);
}

int main() {
  SystemInit();
  GPIOInit();
  SPIInit();
  for (;;) {
    SPISend(OP_DISPLAYTEST, 0);
    SPISend(OP_SHUTDOWN, 1);


    SPISend(OP_DECODEMODE, DECODEMODE);
    SPISend(OP_DIGIT0, 7 + DP);
    SPISend(OP_DIGIT1, 6);
    SPISend(OP_DIGIT2, 5 + DP);
    SPISend(OP_DIGIT3, 4);
    SPISend(OP_DIGIT4, 3 + DP);
    SPISend(OP_DIGIT5, 2);
    SPISend(OP_DIGIT6, 1 + DP);
    SPISend(OP_DIGIT7, 0);
  }
}

MOD: bitte Bedienungsanleitung ab "Wichtige Regeln - erst lesen, dann 
posten!" lesen und [c] Tags verwenden.

[:-) (Gast)]

ich benutze zwar keinen STM32F...

aber den MAX7219 an PIC Controllern in Assembler.
Damit er da funktioniert muss ich den Serial Port am PIC so einstellen, 
dass mit steigender Clockflanke gesendet wird und die Clockpolarität 
auf: Clock Idle State high.

Bei dir dürfte das CPOL (Clock Polarity) und CPHA (Clock Phase) sein.

[Jim M. (turboj)]

Bei dem Code sehe ich nicht wie T_CSW oder T_CSS eingehalten werden 
soll.

Logic high input voltage von mindestens 3,5V sprechen auch eher gegen 
einen STM32, der nur 3,3V VCC verträgt. Da müsste ein Pegelwandler 
zwischen, falls der STM keine mit 5V befeuerten I/Os hat.

> via Software SPI

Ich sehe da nur Hardware SPI Zugriffe.

[Daniel B. (dbuergin)]

Vielleicht hilft Dir dieser Thread: 
Beitrag "STM32F411 --> SPI --> MAX7219"

[SchaumSchläger (Gast)]

Jim M. schrieb:
> Ich sehe da nur Hardware SPI Zugriffe.

Also alles in allem betrachtet eine rundum durchdachte Lösung.

[OhWeia (Gast)]

Das habe ich vor ein paar Tagen im Netz gefunden. Soft-SPI und ging auf 
anhieb.

void max7219_brightness(char brightness) {
  brightness &= 0x0f;                                 // mask off extra bits
  max7219_write_reg(REG_INTENSITY, brightness);           // set brightness

}

void max7219_write_reg(unsigned char reg_number, unsigned char dataout) {
  gpio_clear(LOAD_PORT, LOAD_PIN);
  max7219_send_byte(reg_number);                       // write register number to MAX7219
  max7219_send_byte(dataout);                          // write data to MAX7219
  gpio_set(LOAD_PORT, LOAD_PIN);
}

void max7219_send_byte(unsigned char dataout) {
  char i;
  for (i=8; i>0; i--) {
    unsigned char mask = 1 << (i - 1);                // calculate bitmask
    gpio_clear(CLK_PORT, CLK_PIN);
    if (dataout & mask)                               // output one data bit
      gpio_set(DATA_PORT, DATA_PIN);
    else                                              //  or
      gpio_clear(DATA_PORT, DATA_PIN);
    gpio_set(CLK_PORT, CLK_PIN);
  }
}

void init_max7219(void) {
  rcc_periph_clock_enable(RCC_GPIOB); // TODO: RCC_xxxx aus PORT erzeugen

    
    gpio_set_mode(GPIOB, GPIO_MODE_OUTPUT_2_MHZ, GPIO_CNF_OUTPUT_PUSHPULL, GPIO12);
    gpio_set_mode(GPIOB, GPIO_MODE_OUTPUT_2_MHZ, GPIO_CNF_OUTPUT_PUSHPULL, GPIO13);
    gpio_set_mode(GPIOB, GPIO_MODE_OUTPUT_2_MHZ, GPIO_CNF_OUTPUT_PUSHPULL, GPIO15);

  max7219_write_reg(REG_SCAN_LIMIT, 7);                   // set up to scan all eight digits
  max7219_write_reg(REG_DECODE, 0x00);                    // set to "no decode" for all digits
  max7219_write_reg(REG_SHUTDOWN, 1);                     // put MAX7219 into "normal" mode
  max7219_write_reg(REG_DISPLAY_TEST, 0);                 // put MAX7219 into "normal" mode
  
  max7219_brightness(0x00);
  
}

[OhWeia (Gast)]

Header vergessen.

#define DATA_PORT       GPIOB                           // assume "DATA" is on PA7
#define DATA_PIN        GPIO15
#define CLK_PORT        GPIOB                           // assume "CLK" is on PA5
#define CLK_PIN         GPIO13
#define LOAD_PORT       GPIOB                           // assume "LOAD (nCS)" is on PA6
#define LOAD_PIN     GPIO12

#define REG_NOP           0x00                        // Nop for daisy chaining
#define REG_DIGIT0   0x01
#define REG_DIGIT1   0x02
#define REG_DIGIT2   0x03
#define REG_DIGIT3   0x04
#define REG_DIGIT4   0x05
#define REG_DIGIT5   0x06
#define REG_DIGIT6   0x07
#define REG_DIGIT7       0x08
#define REG_DECODE        0x09                        // "decode mode" register
#define REG_INTENSITY     0x0a                        // "intensity" register
#define REG_SCAN_LIMIT    0x0b                        // "scan limit" register
#define REG_SHUTDOWN      0x0c                        // "shutdown" register
#define REG_DISPLAY_TEST  0x0f                        // "display test" register

[Schweigert V. (schweigert_v)]

Alles klappt. In main() nicht vergessen zwei Funktion zu schreiben 
Init_SPI();Init_7219();  Dann einfach schreibt: Send_7219(1,1); erste 
Ziffer bedeutet stelle zweite genaue welche ziffer.  Quellcode:

#include "max7219.h"
#include "stm32f30x.h"
#include "stm32f30x_gpio.h"
#include "stm32f30x_rcc.h"
#include "stm32f30x_spi.h"

#define cs_ON() GPIO_ResetBits(GPIOD, GPIO_Pin_2);
#define cs_OFF() GPIO_SetBits(GPIOD, GPIO_Pin_2);

char dg = 8;

void Init_SPI(void) {

        RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOA, ENABLE);
  RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOB, ENABLE);
  RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOC, ENABLE);
  RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOD, ENABLE);
        RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_SPI3, ENABLE);

  GPIO_InitTypeDef PORT;
  PORT.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10; //10:SCK->CLK
  PORT.GPIO_Speed = GPIO_Speed_Level_1;
  PORT.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
  PORT.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
  PORT.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
  GPIO_Init(GPIOC, &PORT);
  GPIO_PinAFConfig(GPIOC, GPIO_PinSource10, GPIO_AF_6);

  PORT.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12; // 12:MOSI->DIN
  PORT.GPIO_Speed = GPIO_Speed_Level_1;
  PORT.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
  PORT.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
  PORT.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
  GPIO_Init(GPIOC, &PORT);
  GPIO_PinAFConfig(GPIOC, GPIO_PinSource12, GPIO_AF_6);

  PORT.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2; // SS->CS
  PORT.GPIO_Speed = GPIO_Speed_Level_1;
  PORT.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
  PORT.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
  GPIO_Init(GPIOD, &PORT);
  GPIO_SetBits(GPIOD, GPIO_Pin_2);


  SPI_InitTypeDef SPIConf;
  SPIConf.SPI_Direction = SPI_Direction_1Line_Tx;
  SPIConf.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;
  SPIConf.SPI_DataSize = SPI_DataSize_16b;
  //SPIConf.SPI_CRCPolynomial = 7;
  SPIConf.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low;
  SPIConf.SPI_CPHA = SPI_CPHA_1Edge;
  SPIConf.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft | SPI_NSSInternalSoft_Set;
  SPIConf.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_4;
  SPIConf.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;
  SPI_Init(SPI3, &SPIConf);
  SPI_Cmd(SPI3, ENABLE);
  SPI_NSSInternalSoftwareConfig(SPI3, SPI_NSS_Soft);
}

//------------------------------------------------------

void Send_7219(uint8_t rg, uint8_t dt) {
  cs_ON()
  ;
  while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI3, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET)
    ;
  SPI_I2S_SendData16(SPI3, (((uint16_t) rg << 8) + dt));
  while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI3, SPI_I2S_FLAG_BSY) == SET)
    ;
  cs_OFF()
  ;
}

void Clear_7219(void) {

  Send_7219(0x01, 0x00);
  Send_7219(0x02, 0x00);
  Send_7219(0x03, 0x00);
  Send_7219(0x04, 0x00);
}

void Number_7219(volatile long n) {
  uint8_t ng = 0;
  if (n < 0) {
    ng = 1;
    n *= -1;
  }
  uint8_t i = 0;
  do {
    Send_7219(++i, n % 10);
    n /= 10;
  } while (n);
  if (ng) {
    Send_7219(i + 1, 0x0A);
  }
}

void Init_7219(void) {
  Send_7219(0x0F, 0x00);
  Send_7219(0x0C, 0x01);
  Send_7219(0x0B, 0x03);
  Send_7219(0x0A, 0x0A);
  Send_7219(0x09, 0xFF);
  Clear_7219();
}

void delay(uint32_t us) {
  volatile uint32_t nCount;
  RCC_ClocksTypeDef RCC_Clocks;
  RCC_GetClocksFreq(&RCC_Clocks);
  nCount = (RCC_Clocks.HCLK_Frequency / 7200) * us;
  for (; nCount != 0; nCount--)
    ;
}

[Christian J. (Gast)]

Hi,

ic bin seit 6h an dem gleichen Problem dran. Diese LED Matrizzen mit 8x8 
und nichts klappt am STM32103. Ja, es tut sich was aber nur Müll. Daten 
laufen richtig raus, am LA geprüft. Aber es reagieren immer mehrere der 
kaskadierten Matrizzen. Nicht mal nacheinander liegen die. Habe 12 in 
Reihe geschaltet. Gibt es als 4er Blocks zu kaufen. Auch eine tut es 
nicht allein.

Ist das sicher, dass der Max719 auch mit 3.3V noch "haarscharf" 
schaltet? Gibt ja auch ESP8266 Videos, wo er es tut. Wenn er es nicht 
tut verstehe ich den zufälligen Müll schon eher.

8 und 16 Bit ausprobiert, beides geht aber wohl. Das Durchschieben lasse 
ich erstmal weg, nur dass 1 Display erstmal läuft, das erste vorne.

   /* Die SPI einstellen: Master, 1 Line TX, 8 Bit, Mode 0 */
    SPI_StructInit(&SPI_InitStruct);
    SPI_InitStruct.SPI_Direction = SPI_Direction_1Line_Tx;
    SPI_InitStruct.SPI_Mode      = SPI_Mode_Master;
    SPI_InitStruct.SPI_DataSize  = SPI_DataSize_8b;
    SPI_InitStruct.SPI_CPOL      = SPI_CPOL_Low;
    SPI_InitStruct.SPI_CPHA      = SPI_CPHA_1Edge;
    SPI_InitStruct.SPI_NSS       = SPI_NSS_Soft;
    SPI_InitStruct.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_16;        // 4.5 Mhz
    SPI_InitStruct.SPI_FirstBit  = SPI_FirstBit_MSB;

    SPI_Init(MAX_SPI, &SPI_InitStruct);
    SPI_Cmd(MAX_SPI, ENABLE);
}

void SendCmd(uint8_t modul, uint8_t cmd, uint8_t val)
{
    if (modul > 11)
        return;

    CE_LOW();
    SPI_SendByte(cmd);
    SPI_SendByte(val);

//    for (int i = 0; i < modul; i++) {
//        SPI_SendWord(MAX7219_NOP);
//    }

    CE_HIGH();

}

/* Init Matrix LED */
void InitMatrix()
{
    int v = 0;

    /* Decode Mode ausschalten */
    SendCmd(v,MAX7219_DECODE_MODE,0);
    SendCmd(v,MAX7219_SCAN_LIMIT,7);
    SendCmd(v,MAX7219_BRIGHTNESS,2);
    SendCmd(v,MAX7219_SHUTDOWN,1);
    SendCmd(v,MAX7219_TEST,0);

    SendCmd(v,MAX7219_DIGIT_0,6);

[John Doe (Gast)]

Christian J. schrieb:
> Ist das sicher, dass der Max719 auch mit 3.3V noch "haarscharf"
> schaltet? Gibt ja auch ESP8266 Videos, wo er es tut. Wenn er es nicht
> tut verstehe ich den zufälligen Müll schon eher.


Warum gibst Du dem Max nicht einfach eine laut Datenblatt vorgegebene 
Spannung und schaust, was passiert?

Bei mir am F446 läuft es übrigens. Heisst aber nix.

[Christian J. (Gast)]

John Doe schrieb:
> Warum gibst Du dem Max nicht einfach eine laut Datenblatt vorgegebene
> Spannung und schaust, was passiert?

Weil ich die nicht auf dem Lochraster habe? Und einen 74HCT04 dazubauen 
ginge noch aber vorher Klarheit schaffen.

[Christian J. (Gast)]

hmm.... ein 7404 ist eingebaut, je 2 Inverter in Reihe für die 3 Kanäle 
CS, MOSI und CLK... trotzdem spielt das Teil nicht. Gibt es da noch 
einen Kniff? Daten stimmen jedenfalls. Die Muster die ich einspiele 
erscheinen in allen 4 Displays gleichzeitig und nicht nur in dem ersten.