C言語でのSPI通信のビット演算について

https://www.denshi.club/parts/2021/04/raspberry-pi-pico-12-spi-apia-dmcp.html
を見て、下記のC言語プログラムをRaspberry Pi Picoに書き込んだら、MCP3008とSPI通信が出来たようなのですが、このプログラムは、GP5をLowにしてから、GP3から3バイト、ダミーデータをMCP3008に書きこんで、MCP3008からRaspberry Pi Picoに返ってきた値3バイトをbufferに格納して、2バイト目のbufferと8ビット符号なし00000011の論理積を8ビット左にシフトした値と3バイト目のbufferの論理和に3.2562をかけて1024で割るみたいなことをしているのですか?
例えば、2バイト目のbufferが00100010で3バイト目のbufferが00101100だったら、00100010と00000011の論理積で00000010となり、00000010を8ビット左にシフトすると、00000000となり、00000000と00101100の論理和が44となり、44*3.2562/1024で0.13991484375になるということですか？
また、SPIのボーレートが2MHzとなっているのは、サンプル期間が終了してから10データビットがすべてクロック出力されるまでの時間が1.2 msを超えてはならないとMCP3008の仕様書に書いてあるからでしょうか？SPIのボーレートは1kHz以上ならどんな値でも大丈夫でしょうか？

#include <stdio.h>
#include "pico/stdlib.h"
#include "hardware/spi.h"
#include "hardware/gpio.h"
#include "hardware/adc.h"


#define PIN_SCK  2
#define PIN_MOSI 3
#define PIN_MISO 4
#define PIN_CS   5

#define SPI_PORT spi0
static float Vref = 3.2562;


static inline void cs_select() {
    asm volatile("nop \n nop \n nop");
    gpio_put(PIN_CS, 0);  // Active low
    asm volatile("nop \n nop \n nop");
}

static inline void cs_deselect() {
    asm volatile("nop \n nop \n nop");
    gpio_put(PIN_CS, 1);
    asm volatile("nop \n nop \n nop");
}

void setup_SPI(){
    // This example will use SPI0 at 2MHz.
    spi_init(SPI_PORT, 2 * 1000 * 1000);
    gpio_set_function(PIN_MISO, GPIO_FUNC_SPI);
    gpio_set_function(PIN_SCK, GPIO_FUNC_SPI);
    gpio_set_function(PIN_MOSI, GPIO_FUNC_SPI);

    // Chip select is active-low, so we'll initialise it to a driven-high state
    gpio_init(PIN_CS);
    gpio_set_dir(PIN_CS, GPIO_OUT);
    gpio_put(PIN_CS, 1);
}

int readADC(uint8_t ch){
    uint8_t writeData[] = {0b00000001, 0x00, 0x00};
    switch(ch){
      case 0:
        writeData[1] = 0b10000000; 
      break;
      case 1:
        writeData[1] = 0b10010000; 
      break;
      case 2:
        writeData[1] = 0b10100000; 
      break;
      case 3:
        writeData[1] = 0b10110000; 
      break;
      case 4:
        writeData[1] = 0b11000000; 
      break;
      case 5:
        writeData[1] = 0b11010000; 
      break;
      case 6:
        writeData[1] = 0b11100000; 
      break;
      case 7:
        writeData[1] = 0b11110000; 
    }
    // printf("\n %0b %0b %0b\n",writeData[0],writeData[1],writeData[2]);
    uint8_t buffer[3];
    cs_select();
    sleep_ms(1);
    spi_write_read_blocking(SPI_PORT, writeData, buffer, 3);
    sleep_ms(1);
    cs_deselect();

    return (buffer[1] & 0b00000011) << 8 | buffer[2];
}

int main() {
    stdio_init_all();
    adc_init();
    adc_gpio_init(26);
    adc_select_input(0);
    const float conversion_factor = Vref / (1 << 12);

    printf("\nHello, MCP3008 Reading raw data from registers via SPI...\n");

    setup_SPI();

    while (1) {
        for (uint8_t i=0; i<8; i++){
            printf("ch%d is %.4fV\n", i, Vref * readADC(i) / 1024);
            sleep_ms(10);
        }
        uint16_t result = adc_read();
        printf("ADC voltage: %f V\n", result * conversion_factor);
        sleep_ms(5000);
    }
    return 0;
}

jimbe

2022/03/13 06:10

コードの動作は動かして変数を見れば分かることではないでしょうか。また、仕様と照らし合わせられるのであれば書かれている通り(もしくは書かれて'いない'通り(?))なのだろうと思うのですが、何が問題なのでしょうか。

Billiecharlie

2022/03/13 06:16

回答ありがとうございます。どうして、return (buffer[1] & 0b00000011) << 8 | buffer[2];になるのかがよく分かりませんでした。

jimbe

2022/03/13 06:41 編集

> 00000010を8ビット左にシフトすると、00000000となり、ここが違うと思います。詳しい仕様は分かりませんが、恐らくお使いの C の int は 8 ビットでは無いのではないでしょうか。元のサイズ(buffer[1])は 8 ビットでも、計算中は 16 ビットや 32 ビット等お使いの C の int のサイズに拡張されて表現されると思います。従いまして 00000010を8ビット左にシフトすると、1000000000となり、 1000000000と00101100の論理和が556(1000101100)となります。これも readADC の結果を表示するようにしてみれば確認出来るのではないでしょうか。