在 PROGMEM 中添加更多数据会破坏 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（或者我认为）。

我已经让它与库（ epd7in5 ）一起正常工作，并且我已经将两个图像添加到PROGMEM 。 但是，一旦我添加了第三张图像（因此在PROGMEM添加了第三个条目），不知何故电子纸屏幕不再启动。 在库中添加一些调试显示代码卡在特定的SPI.transfer() 。

编辑：理论当闪存中有太多数据时，SPI 是否可能不兼容？ 我读过它，64kb 是最大值。 两张图片我略高于那个，但三张图片明显如此。 这可能会破坏SPI吗？ 如果是这样：我可以修复它吗？

我添加了下面的代码以及SPI.transfer()失败的库的特定部分。

主程序

删除与 dummy3 相关的代码可确保 dummy3 数组不会编译。 仅使用 dummy1 和 dummy2 一切正常。 添加 dummy3 并且程序卡在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);
}

图像数据文件

我已经删除了实际的图像数据，因为它很多。 两个图像的总闪存为 67326 字节（约占 2560 闪存总内存的 26%）。 三个图像导致总闪存为 98052 字节（约占 2560 闪存总内存的 38%）。 头文件只包含声明。

#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

我已经添加了调试功能。 SendData 也包括在内并使用调试。

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);
}

文件

这是不继续的SPI传输部分。

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

项目的连载打印如下...

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，只要它运行SpiTransfer ，代码就会停止工作。 似乎它在SPI.transfer();处于无限循环中SPI.transfer(); 但我不知道这会如何发生。 我看不出PROGMEM如何干扰传输，而且我还有足够的闪存...

什么可以解决这个问题？ 我需要更改 SPI 中的问题吗？ 还是我需要在PROGMEM以不同的方式存储我的数据？ 我有点不知所措。

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）。

它与您在程序中拥有和阅读的数据量有关。 如果您使用超过 64k 的 Progmem，您会遇到 2 组不同的问题：

1. 以可靠的方式读取数据

读取程序应该对 65536 之后的任何地址使用pgm_read_xxx_far宏Epd::DisplayFrame使用pgm_read_byte(&frame_buffer[i]); 所以你在图书馆层面有问题。 我不熟悉这个库，所以我不确定在从 PROGMEM 使用pgm_read_byte_far从 PROGMEM 读取它之后，是否有可以调用的替代函数，并自己提供缓冲区。 这是问题的简单部分

2. 首先将所述数据放入 PROGMEM

Arduino 核心和 avr 编译器本身假定所有指针都只有 16 位。 将数据放入 PROGMEM 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器脚本，这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。 这将很难，而且恐怕我无法提供有关如何实现这一目标的任何信息。

或者，您可以尝试使用_attribute__((section(".fini2")))来使用.fini2部分。 有些人以前做过，而且对他们有用。

你会这样使用它：

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

最后一种选择是根本不使用 PROGMEM，并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：这个优秀的帖子和westfw在 arduino 论坛上的精彩见解： https : //forum.arduino.cc/index.php ?topic= 485507.0