c++ - 在PROGMEM中添加更多数据会中断Arduino Mega 2560上的SPI传输

Question

我正在做一个涉及Arduino Mega(2560)和Waveshare ePaper显示器的小项目(或我认为是这样)。

我已经使它与库(epd7in5)一起正常工作，并将两个图像添加到PROGMEM中。但是，一旦我添加了第三张图像(并因此在PROGMEM中添加了第三项)，ePaper屏幕就不会再启动了。在库中添加一些调试信息表明代码被卡在特定的SPI.transfer()上。

编辑:理论
当闪存中的数据过多时，SPI是否可能不兼容？我已经读过它最大为64kb。我有两个图像，略高于该图像，但三个图像则明显高于该图像。可能会破坏SPI吗？如果是这样，我可以解决它吗？

我添加了以下代码以及SPI.transfer()失败的库的特定部分。

Main.cpp

删除与dummy3相关的代码可确保dummy3数组不被编译。仅使用dummy1和dummy2一切正常。添加dummy3，程序陷入epd.Init()。

#include <SPI.h>
#include <epd7in5.h>
#include "imagedata.h"

Epd epd;

void debug(String);

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  debug("Serial begin");

  if (epd.Init() != 0) {
    debug("INIT FAILED!");
    return;
  }

  debug("Changing image");
  epd.DisplayFrame(dummy1);  //DisplayFrame by default includes WaitUntilIdle.
  debug("dummy1 on ePaper");
  delay(1000);
  debug("Changing image");
  epd.DisplayFrame(dummy2);
  debug("dummy2 on ePaper");
  delay(1000);
  debug("Changing image");
  epd.DisplayFrame(dummy3);
  debug("dummy2 on ePaper");
  epd.SendCommand(POWER_OFF); 
  debug("POWER_OFF");
}

void loop() {
}

void debug(String message) {
  Serial.print(millis());
  Serial.print("\t");
  Serial.println(message);
}

imagedata.cpp

我已经删除了很多实际的图像数据。
两张图片产生的总闪存为67326字节(约占2560总闪存的26％)。
三个图像导致的总闪存为98052字节(约占2560总闪存的38％)。
头文件仅包含声明。

#include "imagedata.h"
#include <avr/pgmspace.h>

const unsigned char dummy1[30726] PROGMEM = {...data...};
const unsigned char dummy2[30726] PROGMEM = {...data...};
const unsigned char dummy3[30726] PROGMEM = {...data...};

epd7in5.cpp

我添加了调试功能。 SendData也包括在内，并且也使用调试。

void Epd::debug(String message) {
  Serial.print(millis());
  Serial.print("\t");
  Serial.print("EPD");
  Serial.print("\t");
  Serial.println(message);
}

int Epd::Init(void) {
  if (IfInit() != 0) {
    return -1;
  }

  debug("Resetting");
  Reset();

  debug("SendCommand(POWER_SETTING);");
  SendCommand(POWER_SETTING);
  debug("SendData(0x37);");
  SendData(0x37);
  debug("SendData(0x00);");
  SendData(0x00);

  debug("SendCommand(PANEL_SETTING);");
  SendCommand(PANEL_SETTING);
  SendData(0xCF);
  SendData(0x08);

  SendCommand(BOOSTER_SOFT_START);
  SendData(0xc7);
  SendData(0xcc);
  SendData(0x28);

  SendCommand(POWER_ON);
  WaitUntilIdle();

  SendCommand(PLL_CONTROL);
  SendData(0x3c);

  SendCommand(TEMPERATURE_CALIBRATION);
  SendData(0x00);

  SendCommand(VCOM_AND_DATA_INTERVAL_SETTING);
  SendData(0x77);

  SendCommand(TCON_SETTING);
  SendData(0x22);

  SendCommand(TCON_RESOLUTION);
  SendData(0x02);  //source 640
  SendData(0x80);
  SendData(0x01);  //gate 384
  SendData(0x80);

  SendCommand(VCM_DC_SETTING);
  SendData(0x1E);  //decide by LUT file

  SendCommand(0xe5);  //FLASH MODE
  SendData(0x03);

  return 0;
}

void Epd::SendData(unsigned char data) {
  debug("DigitalWrite(dc_pin, HIGH);");
  DigitalWrite(dc_pin, HIGH);
  debug("SpiTransfer(data);");
  SpiTransfer(data);
}

epdif.cpp

这是SPI传输部分，不会继续。

void EpdIf::SpiTransfer(unsigned char data) {
    digitalWrite(CS_PIN, LOW);
    SPI.transfer(data);
    digitalWrite(CS_PIN, HIGH);
}

该项目的串行打印如下...

0   Serial begin
0   EPD Resetting
400 EPD SendCommand(POWER_SETTING);
400 EPD SendData(0x37);
400 EPD DigitalWrite(dc_pin, HIGH);
435 EPD SpiTransfer(data);

因此，只要运行 SpiTransfer，该代码就会停止工作。看来它在 SPI.transfer();中处于无限循环中，但我不知道到底会如何发生。我看不到 PROGMEM如何干扰传输，而且我还有足够的闪存...

有什么解决方案？我需要更改SPI中的问题吗？还是我需要以其他方式将数据存储在 PROGMEM中？我有点茫然。

在此先感谢您的帮助，不胜感激。

Answer 1

您的问题不在于SPI(本身)。

它与您在程序和读取中拥有的数据量有关。如果您使用的Progmem数量超过64k，则会遇到两套不同的问题:

以可靠的方式读取数据

读取程序应该使用 pgm_read_xxx_far宏用于任何
65536之后的地址。 Epd::DisplayFrame使用
pgm_read_byte(&frame_buffer[i]);，所以您在
库级别。我对该图书馆不熟悉，所以不确定
如果您可以调用并提供其他功能
从PROGMEM中读取缓冲区后，自己缓冲
pgm_read_byte_far。这是问题的简单部分

首先将数据输入到PROGMEM中

Arduino核心和avr编译器本身都假定所有指针仅为16位。将数据放入PROGMEM，将使其出现在运行程序的最终可执行文件中的arduino核心和可执行代码之前。

正确执行此操作的可靠方法是使用自定义链接程序脚本，该脚本将使您的数据不受影响，并将其放置在所有可执行代码之后。这将很困难，而且恐怕我无法提供有关如何完成此操作的任何信息。

另外，您可以尝试使用 _attribute__((section(".fini2")))来使用 .fini2部分。以前有人做过，对他们有用。

您将这样使用它:

const unsigned char __attribute__((section(".fini2"))) dummy1[30726] = {...data...};

最后一种选择是完全不使用PROGMEM，而要使用某种外部存储来存储数据(例如某些SDCard)。这很可能是解决该问题的最简单方法。

来源:westfw在arduino论坛上的出色文章和精彩见解:
https://forum.arduino.cc/index.php?topic=485507.0