Stm32之SPI笔记
1.32的SPI简介：
1)SPI简介：
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特点：高速（最快可达10MHZ）全双工，同步，不带应答；具有CRC校验。
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通讯线：
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MISO (Master Input Slave Output) :对主机（从机）来说，数据发送（接收）线；
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MOSI (Master Output Slave Input) :对主机（从机）来说，数据接收（发送）线；
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SCLK (Serial Clock) :时钟线；
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CS (Chip Select) :片选线（拉低即选中，有多少个从机就有多少个片选线）；
（在32作为主机时，此线位NSS 即 opNtional Slave Select）
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注意：在SPI通讯时，作为主机的NSS线，必须一直保持高电平状态，原因见下 NSS分析
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需要注意的是：
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SPI传输数据时同步的，即有8位数据送出就有8位数据传入（对于32来说可选16位或8位）。
即在我们要读数据的时候，作主机，采取的方式时发送一个空字节（0xff）以获取接收数据。
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SPI数据传输的时间通常都是在SCLK上升沿将数据放在移位寄存器上，下降沿时将数据送出；
但对于32而言，送出数据的时间可以选择（需要根据外设的不同要求来选择），即SPI_CR1[0]的CPHA位可控制，是第一个跳变沿，还是第二个跳变沿采集数据。
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2）32的SPI：
Stm32的SPI具有以下的特点：
- 支持SPI和I2S协议；（下文只介绍SPI）
- 可选单次传输的数据位（8/16）；可选空闲极性和采集跳变沿；可选时钟频率。
- 可选MSB(Most Significant Bit)高位在前先发，或者是LSB(Least Significant Bit)低位在前先发。
- 可使用自动的硬件片选引脚（NSS）,也可自己使用IO口软件模拟。
- 可产生中断及DMA.
2.相关寄存器简介：
1）控制寄存器(2个)：
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SPI_CR1:主要是对SPI的主从模式[15] , 单双向[14] , CRC使能[13] , 数据帧格式DFF[11] , 设备选择管理(片选方式)SSM[9] ，帧格式(MSB还是LSB在前)[7] ，SPI使能[6] , 波特率设置[5:3] , 主从模式的选择[2] , 和时钟极性CPOL [1] 和 时钟相位CPHA [0] 的选择 等的配置；（主要介绍以下几个位）：
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BR （Baud Rate control） [ 5:3]:用于选择波特率的时钟的分频系数；（因为在与不同设备通讯时，可能需要不同的速率，常常需要改变，但库函数无对应的函数），具体分频效果如下：
BR[5:3] 000 001 010 011 100 101 110 111 对 fPCLK的分频系数 fPLCK/2 fPLCK/4 fPLCK/8 fPLCK/16 fPLCK/32 fPLCK/64 fPLCK/128 fPLCK/256 -
SSM: (Software Slave Management) :0时NSS引脚与外部的NSS相连，1时NSS引脚的电平状态交由软件控制。
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SSI: (Internal slave select):当SSM为1是，NSS引脚的电平状态交由软件控制,软件即通过SSI该位配置内部NSS的电平。
有关NSS这两位的配置，参考NSS分析
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CPOL (Clock Polarity) 时钟极性，CPHA (Clock PHAse) 时钟极性：见下图，即数据是在一个脉冲周期内的第一个跳变沿，还是第二个跳变沿发出（或接收）的区别，而具体是上升沿还是下降沿与CPOL，空闲时的极性有关。我们的选择主要取决于从机的要求。
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2）状态寄存器：
SPI_SR:只有低8位有效，是对应，总线忙[7]，模式错误[5],CRC错误[4],发送缓冲区空[1],接收缓冲区非空[0]等的1标志位。
3）数据寄存器：
SPI_DR：共16位，读写的数据时均是对这个寄存器进行操作，但内部对应着读写两个缓冲区，在数据帧选择8位时，高8位将会被强制为0；
4）与CRC相关的寄存器（3个）：
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SPI_CRCPR (CRC Polynomial Register):CRC多项式寄存器,16位存放CRC计算时用到的多项式值;
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SPI_RxCRCR:接收CRC寄存器，16位存放接收字节计算的CRC值；
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SPI_TxCRCR:发送CRC寄存器，16位存放发送字节计算的CRC值；
5)与I2S相关的寄存器：
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SPI_I2S_CFGR （Conficog Register） :低12位有效；只有[11]位与SPI 有关，0为SPI模式，1为I2S模式。
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SPI_I2SPR：I2S模式下的I2S预分频寄存器,与SPI 无关。
3.有关NSS分析
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做主机时SPI的内部NSS必须保持高电平状态（做CS输出时不用），片选中的从机的CS通讯中要保持低电平状态；
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作为从机时，内部NSS充当被片选的CS线
因为如下图（取自芯片手册）：
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主模式时：
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若SSM=0,即将外部NSS与内部NSS相连，此时:
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1??若使能外部NSS引脚的输出，即SSOE=1，则外部的NSS可做CS来拉低从机的片选，但工作在单主模式中（其为主机）；
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2??若没有使能外部NSS输出，即SSOE=0,则外部NSS必须保持高，以维持内部的NSS为高，保证MSTR和SPE位正常，才能保证以主模式工作；
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若SSM=1;即用SSI与内部的NSS相连，此时：
- 3??只需将SSI置高，维持主模式，再用另一个IO来做CS拉低片选从机即可*（这个IO口可以时外部的NSS引脚，因为此时，外部NSS已经释放，可做普通IO使用）*
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从模式时：
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若SSM=0,即将外部NSS与内部NSS相连，此时:
- 4??由于作为从机，不需要保持内部NSS为高，可直接将外部的CS线通过外部NSS接入内部的NSS,即可作为从机被拉低选中；
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若SSM=1;即用SSI与内部的NSS相连，此时：
- 5??此时外部NSS被释放可做普通IO,而片选的CS信号，则需要由SSI来用软件负责拉低。
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可以看出作为主机时使用3??比较方便*（而且因为对外是使用任意IO模拟CS,可连接多个设备）*，而作为从机时，使用4??比较方便。
需要注意作为使用硬件NSS时，可能需要反复开关SPI的操作。
以下是根据NSS画的两个示意图（第一次使用meriad画图，感觉有些乱，见谅）
4.库函数使用：
Stm32中SPI的库函数使用与串口一样简单，步骤如下：
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使能对应IO口及时钟；
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使能对应SPI（1/2/3）的时钟，即初始化填入结构体；结构体成员分析如下：
typedef struct { uint16_t SPI_Direction;//通信方式的配置，全/半双工，串行发送/接收； uint16_t SPI_Mode; //主Master/从Slave模式 uint16_t SPI_DataSize; //8b/16b位数据帧 uint16_t SPI_CPOL; //空闲极性High/Low uint16_t SPI_CPHA; //时钟相位1Edge/2Edge uint16_t SPI_NSS; //CS引脚软件Soft还是硬件控制 uint16_t SPI_BaudRatePrescaler; //波特率的分频系数参数..._2/4/.../256 uint16_t SPI_FirstBit; //高位MSB在前还是低位LSB在前 uint16_t SPI_CRCPolynomial; //CRC校验多项式值，默认值为0x07,通常自己也填7 }SPI_InitTypeDef -
使能对应的SPI,使用SPI_Cmd()。
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注意：在使用SPI读写数据时，用while等待对应标志位，
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通常在SendData 前会检查发送缓冲区是否以空，对应的标志位是否已经置位；
即SPI_SR[1]TXE：发送缓冲区空标志，1以空，0非空；
或者是SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI2, SPI_I2S_FLAG_TXE)
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通常在ReceiveData 前会检查接收缓冲区是否非空，对应的标志位是否已经置位；
即SPI_SR[0]RXNE：接收缓冲区非空标志，1以非空，0空；
或者是SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI2, SPI_I2S_FLAG_RXNE)
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如果使用软件控制NSS,记得在数据传输前拉低CS连接的IO,传输完成后拉高CS连接的IO.
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5.Flash W25Qxx介绍：
1)简介：
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其中的W25QXX,XX指的是XX MBit,所以根据8Bit=1Byte,就是128MBit=16M(Byte);
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当其中为空时，数据为0xff;
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进行写操作时，先检验其中所要写的区域是否为空，
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不为空，则将整个扇区（Sector）复制到4k的缓存（W25QXX_BUFFER）中，在对缓存的对应地址进行改写后，将整个扇区（Sector）擦除，再将缓存写入整个扇区。
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如果为空，则直接从对应地址开始将数据写入覆盖即可。
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