前言
在嵌入式系统的开发中，Serial Peripheral Interface (SPI) 是一种常用的通信协议。将其应用于Node.js 开发中，可以实现快速、可靠的数据传输，从而大大简化硬件程序的开发。本文将介绍如何使用 npm 包 spi-device 来管理 SPI 设备，并对其进行配置和数据传输。
硬件
在本次编写的应用中使用的硬件为 Raspberry Pi 3 Model B，上面连接了一个 ADC 模块 （ADS1115），详见ADS1115 Datasheet。
准备工作
使用 spi-device 需要硬件上的 SPI 设备连接好，并准备好相关的驱动程序。在 Raspberry Pi 系统中，SPI 通常已经被配置为良好的预设值。要确保 SPI 设备功能正常运行，可以使用以下指令：
sudo modprobe spi_bcm2835
安装 SPI 设备库
我们将使用 npm 包 spi-device 来编写 JavaScript 程序。安装该库可以使用以下指令：
npm install spi-device --save
构建示例
我们将构建一个简单的模块，其中将从 ADS1115 设备读取单个模拟输入通道。
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---代码解读
模块依赖
首先，加载了 spi-device 模块。这个模块封装了从 SPI 设备读、写、传输数据的底层API。
const spi = require('spi-device');设备配置
使用 spi-device 读、写设备之前，首先需要将 SPI 设备进行配置，如设备文件、模式、芯片选择等参数。
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---这里我们同时配置了两个设备来展示多个设备如何配置。在这个示例中，我们将 SPI 设备文件/dev/spidev0.0、/dev/spidev0.1 分别绑定到这两个配置对象中。
mode 参数设置 SPI 模式。SPI 具有四种不同的模式，通常为数字 0 到 3。
chipSelectActiveLow 参数设置芯片选择信号的极性。它应该是一个布尔值，表示接口极性的引脚是否具有低电位有效特性，此处设置为 true 表示设置起于低电位上。
maxSpeedHz 是 SPI 接口传输的最大速度，最大值为2000000000，本例中设置为 1000000Hz。
这就是我们可选配置中的一些例子，每个 SPI 设备可能有不同的配置，更多信息详见 spi-device API 文档。
读取通道值
本示例主要是读取从 ADS1115 模块的 0 通到读取数字信号。
在运行时，会使用以下代码将配置应用于我们想要打开的设备：
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---该代码打开了第一个配置对象中的设备（/dev/spidev0.0），并将它传递到readChannel()方法进行读取。
function readChannel(device, channel, cb) {device 参数是读取通道值将要打开的设备对象，channel 参数是要读取的通道号，cb 回调函数是当读取完成后将要执行的函数。
应用发送三个字节的数据包给 ADS1115 设备，将读取的通道编号（PWM 紧随其后），而这些字节的第一位被用于启动单次的 ADC 转换（0x80 字节）：
const message = [{
sendBuffer: Buffer.from([ADC_COMMAND | channel, 0x00, 0x00]),
receiveBuffer: Buffer.alloc(3),
byteLength: 3,
speedHz: 20000
}];在读写轮流执行的传输完成后，回调函数传递包含一个标志读取值的 Buffer 而不是数据本身。
device.transfer(message, (err, message) => {
if (err) {
cb(err);
} else {
const rawValue = ((message[0].receiveBuffer[0] << 8) | message[0].receiveBuffer[1]) >> 4;
cb(null, rawValue);
}
});总结
本文主要介绍了在 Raspberry Pi 中如何使用 spi-device 包来读取 SPI 设备中的数据。必要的步骤包括安装 spi-device 包，设置设备配置，并使用 API 函数进行读写操作。我们编写了一个简单的代码示例来演示如何实现这些步骤，让你可以通过它了解 spi-device 在实践中用法。祝你好运。
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