寫(xiě)在前面的話：由于外設(shè)I/O涉及到GPIO、PWM肥荔、和串行通信三部分绿渣，而串行通信有講了I²C（IIC）、SPI燕耿、UART中符，這樣導(dǎo)致本文的篇幅過(guò)長(zhǎng)不便于閱讀，特此將本文分成幾部分來(lái)方便閱讀

1. Android Things 外設(shè)I/O-GPIO
2. Android Things 外設(shè)I/O-PWM
3. Android Things 外設(shè)I/O-I²C（IIC）
4. Android Things 外設(shè)I/O-SPI
5. Android Things 外設(shè)I/O-UART

串行通信

使用這些API在連接在同一本地總線上的兩個(gè)或多個(gè)智能設(shè)備之間傳輸更大的數(shù)據(jù)有效負(fù)載缸棵。 下表概述了每個(gè)支持的串行協(xié)議的基本屬性：

SPI

串行外設(shè)接口（SPI）設(shè)備通常被發(fā)現(xiàn)在需要快速數(shù)據(jù)傳輸速率的地方舟茶。 SPI非常適合高帶寬使用情況，例如外部非易失性存儲(chǔ)器和圖形顯示器堵第。 除了I²C吧凉，許多傳感器器件還支持SPI。
??SPI是同步串行接口踏志，這意味著它依賴于共享時(shí)鐘信號(hào)來(lái)同步設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸阀捅。 主器件控制時(shí)鐘信號(hào)的觸發(fā)，所有其他連接的外設(shè)稱為從器件针余。 每個(gè)設(shè)備連接到同一組數(shù)據(jù)信號(hào)以形成總線饲鄙。
??理論上，SPI的數(shù)據(jù)傳輸速率僅受主機(jī)切換時(shí)鐘信號(hào)的速度的限制圆雁。 時(shí)鐘速度通常在16MHz至25MHz范圍內(nèi)忍级。 該高速共享時(shí)鐘允許SPI外設(shè)比UART更快速地傳輸數(shù)據(jù)并且具有更少的錯(cuò)誤。

SPI連接

SPI支持全雙工數(shù)據(jù)傳輸伪朽，意味著主站和從站可以同時(shí)交換信息轴咱。 為了支持全雙工傳輸，總線必須提供以下單獨(dú)的信號(hào)，這使SPI成為最小的4線接口：

• 主出從入（MOSI）
• 主入從出（MISO）
• 共享時(shí)鐘信號(hào)（CLK）
• 公共接地參考（GND）

SPI支持沿同一總線連接的多個(gè)從器件朴肺。 與I²C不同窖剑，從器件使用硬件尋址。 每個(gè)從設(shè)備需要外部芯片選擇信號(hào)戈稿，以允許主設(shè)備將該特定設(shè)備尋址為數(shù)據(jù)傳輸目標(biāo)西土。 如果只使用一個(gè)從機(jī)，則不需要該信號(hào)鞍盗。

管理設(shè)備連接

為了打開(kāi)到特定SPI從器件的連接需了，您需要知道總線的唯一名稱。 在開(kāi)發(fā)的初始階段或?qū)?yīng)用程序移植到新硬件時(shí)橡疼，可以使用getSpiBusList()從PeripheralManagerService找到所有可用的設(shè)備名稱：

PeripheralManagerService manager = new PeripheralManagerService();
List<String> deviceList = manager.getSpiBusList();
if (deviceList.isEmpty()) {
    Log.i(TAG, "No SPI bus available on this device.");
} else {
    Log.i(TAG, "List of available devices: " + deviceList);
}

支持多個(gè)硬件片選的SPI控制器將報(bào)告每個(gè)可用從端口作為單獨(dú)的設(shè)備名稱援所。 例如，在同一SPI總線上支持CS0欣除，CS1和CS2的電路板將返回類似于getSpiBusList()中的“SPI0.0”住拭，“SPI0.1”和“SPI0.2”的名稱。
??一旦知道目標(biāo)名稱历帚，就可以使用PeripheralManagerService連接到該設(shè)備滔岳。 與外圍設(shè)備通信后，記得關(guān)閉連接以釋放資源挽牢。 此外谱煤，在現(xiàn)有連接關(guān)閉之前，無(wú)法打開(kāi)與設(shè)備的新連接禽拔。 要關(guān)閉連接刘离，請(qǐng)使用設(shè)備的close()方法。

public class HomeActivity extends Activity {
    // SPI 設(shè)備名稱
    private static final String SPI_DEVICE_NAME = ...;

    private SpiDevice mDevice;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        // 嘗試訪問(wèn)SPI設(shè)備
        try {
            PeripheralManagerService manager = new PeripheralManagerService();
            mDevice = manager.openSpiDevice(SPI_DEVICE_NAME);
        } catch (IOException e) {
             Log.w(TAG, "Unable to access SPI device", e);
        }
    }

    @Override
    protected void onDestroy() {
        super.onDestroy();

        if (mDevice != null) {
            try {
                mDevice.close();
                mDevice = null;
            } catch (IOException e) {
                Log.w(TAG, "Unable to close SPI device", e);
            }
        }
    }
}

配置時(shí)鐘和數(shù)據(jù)模式

在與SPI總線建立連接后睹栖，配置數(shù)據(jù)傳輸速率和操作模式以匹配同一總線上的從器件硫惕。 為了使數(shù)據(jù)傳輸成功，總線上的所有器件都必須具有相同的時(shí)鐘和數(shù)據(jù)格式行為野来。

注：有些從器件不能配置其SPI操作模式恼除，因此在選擇外設(shè)時(shí)請(qǐng)參考硬件文檔。

1. 設(shè)置SPI模式曼氛，該模式定義時(shí)鐘信號(hào)的極性和相位豁辉。 您選擇的模式基于三個(gè)屬性：

   
   
   SPI時(shí)鐘

2. 空閑電平：當(dāng)沒(méi)有數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，時(shí)鐘信號(hào)的電平（低或高）舀患。

3. 前沿：每個(gè)時(shí)鐘脈沖的前沿徽级。

4. 后沿：在每個(gè)時(shí)鐘脈沖中與前沿相反的過(guò)渡。
   支持以下模式：

   • MODE0 - 時(shí)鐘信號(hào)空閑聊浅，數(shù)據(jù)在前沿時(shí)鐘邊沿傳輸
   • MODE1 - 時(shí)鐘信號(hào)空閑為低電平餐抢，數(shù)據(jù)在后沿時(shí)鐘邊沿傳輸
   • MODE2 - 時(shí)鐘信號(hào)空閑堵幽，數(shù)據(jù)在前沿時(shí)鐘邊沿傳輸
   • MODE3 - 時(shí)鐘信號(hào)空閑為高電平，數(shù)據(jù)在后沿時(shí)鐘邊沿傳輸

5. 設(shè)置以下SpiDevice參數(shù)：

• 頻率 - 指定以Hz為單位的共享時(shí)鐘信號(hào)弹澎。 時(shí)鐘信號(hào)能力因設(shè)備硬件而異。 在設(shè)置此值之前努咐，應(yīng)驗(yàn)證特定設(shè)備支持的頻率苦蒿。
• 對(duì)齊 - 指定每個(gè)字節(jié)中各個(gè)位在總線上傳輸時(shí)的順序。 這也稱為數(shù)據(jù)的字節(jié)順序渗稍。 默認(rèn)情況下佩迟，數(shù)據(jù)將首先使用最高有效位（MSB）發(fā)送。
• 每位字位 - 配置在切換給定從器件的片選線之間一次傳輸?shù)奈粩?shù)竿屹。 默認(rèn)值為每個(gè)字節(jié)8位报强。

以下代碼使用模式0，16MHz時(shí)鐘拱燃，每字8位和MSB優(yōu)先級(jí)配置SPI連接：

public void configureSpiDevice(SpiDevice device) throws IOException {
    // 低時(shí)鐘秉溉，前沿傳輸
    device.setMode(SpiDevice.MODE0);

    device.setFrequency(16000000);     // 16MHz
    device.setBitsPerWord(8);          // 8 BPW
    device.setBitJustification(false); // MSB first
}

傳輸數(shù)據(jù)

SPI支持半雙工和全雙工數(shù)據(jù)傳輸。 大多數(shù)應(yīng)用程序應(yīng)該使用半雙工write()或read()方法與從設(shè)備交換數(shù)據(jù)碗誉。

// 半雙工數(shù)據(jù)傳輸
public void sendCommand(SpiDevice device, byte[] buffer) throws IOException {
    // 將數(shù)據(jù)移出到從機(jī)
    device.write(buffer, buffer.length);

    // 閱讀響應(yīng)
    byte[] response = new byte[32];
    device.read(response, response.length);
    ...
}

要執(zhí)行全雙工交換召嘶，請(qǐng)改用transfer()方法。 此方法接受兩個(gè)緩沖區(qū)進(jìn)行讀取和寫(xiě)入哮缺。 寫(xiě)緩沖區(qū)包含要發(fā)送到從設(shè)備的數(shù)據(jù)弄跌，而讀緩沖區(qū)為空并接受來(lái)自從設(shè)備的數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)長(zhǎng)度必須小于或等于最小緩沖區(qū)大小尝苇。 對(duì)于全雙工傳輸铛只，緩沖區(qū)大小是相等的。

// 全雙工數(shù)據(jù)傳輸
public void sendCommand(SpiDevice device, byte[] buffer) throws IOException {
    byte[] response = new byte[buffer.length];
    device.transfer(buffer, response, buffer.length);
    ...
}

參考文獻(xiàn) https://developer.android.google.cn/things/sdk