1.SPI概念? ? ? (课上的知识这一部分? ?这里没学好)（自己总结一下）（大家见谅）
SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，主要应用在 EEPROM，FLASH，实时时钟，AD转换器，还有数字信号处理器和数字信号解码器之间。
?SPI接口一般使用4条线通信：
- MISO 主设备数据输入，从设备数据输出。
- MOSI 主设备数据输出，从设备数据输入。
- SCLK时钟信号，由主设备产生。
- CS从设备片选信号，由主设备控制。(NSS片选信号线)
相比I2C，SPI主要用到了四根线，SCK（时钟信号线）,MOSI（主发从收）,MISO（主收从发）,NSS（片选信号线）。
?
主机和从机都有一个串行移位寄存器，主机通过向它的SPI串行寄存器写入一个字节来发起一次传输。串行移位寄存器通过MOSI信号线将字节传送给从机，从机也将自己的串行移位寄存器中的内容通过MISO信号线返回给主机。这样，两个移位寄存器中的内容就被交换。
? ? ? ? 外设的写操作和读操作是同步完成的。如果只进行写操作，主机只需忽略接收到的字节；反之，若主机要读取从机的一个字节，就必须发送一个空字节来引发从机的传输。
2.? SPI特征
SPI
主要特点有：可以同时发出和接收串行数据；
可以当作主机或从机工作；
提供频率可编程时钟；
发送结束中断标志；
写冲突保护；
总线竞争保护等。
SPI
总线四种工作方式
SPI
模块为了和外设进行数据交换，
根据外设工作要求，其输出串 行同步时钟极性和相位可以进行配置，时钟极性（CPOL
）对传输协议没有重大的影响。
如果
CPOL=0
，串行同步时钟的空闲状态为低电平；
如果
CPOL=1
，串行同步时钟 的空闲状态为高电平。时 钟 相 位（CPHA
）能够配置用于选择两种不同的传输协议之一进行数据传输。
如果
CPHA=0
，在串行同步时钟的第一个跳变沿（上升或下降）数 据被采样；
如果CPHA=1
，在串行同步时钟的第二个跳变沿（上升或下降）数据被采样。
SPI
主模块和与之通信的外设备时钟相位和极性应该一致。不同时钟相位下的总线 数据传输时序如图
?
3.SPI 的知识
2.通讯的起始和停止信号
NSS 信号线由高变低，是 SPI 通讯的起始信号。 NSS 是每个从机各自独占的信号线，当从机检在自己的 NSS 线检测到起始信号后，就知道自己被主机选中了，开始准备与主机通讯。NSS 信号由低变高，是 SPI 通讯的停止信号，表示本次通讯结束，从机的选中状态被取消。
3.数据有效性
MOSI及 MISO 数据线在 SCK 的每个时钟周期传输一位数据，且数据输入输出是同时进行的。
4.代码：
w25qxx.h? ?
#ifndef __W25QXX_H
#define __W25QXX_H
#include "sys.h"
#define W25Q128 0XEF17
extern u16 W25QXX_TYPE; //定义W25QXX芯片型号
//#define SPI_CS PFout(11)
//
//指令表
#define W25X_WriteEnable 0x06
#define W25X_WriteDisable 0x04
#define W25X_ReadStatusReg 0x05
#define W25X_WriteStatusReg 0x01
#define W25X_ReadData 0x03
#define W25X_FastReadData 0x0B
#define W25X_FastReadDual 0x3B
#define W25X_PageProgram 0x02
#define W25X_BlockErase 0xD8
#define W25X_SectorErase 0x20
#define W25X_ChipErase 0xC7
#define W25X_PowerDown 0xB9
#define W25X_ReleasePowerDown 0xAB
#define W25X_DeviceID 0xAB
#define W25X_ManufactDeviceID 0x90
#define W25X_JedecDeviceID 0x9F
void W25QXX_Init(void);
u16 W25QXX_ReadID(void); //读取FLASH ID
u8 W25QXX_ReadSR(void); //读取状态寄存器
void W25QXX_Write_SR(u8 sr); //写状态寄存器
void W25QXX_Write_Enable(void); //写使能
void W25QXX_Write_Disable(void); //写保护
void W25QXX_Write_NoCheck(u8* pBuffer,u32 WriteAddr,u16 NumByteToWrite);
void W25QXX_Read(u8* pBuffer,u32 ReadAddr,u16 NumByteToRead); //读取flash
void W25QXX_Write(u8* pBuffer,u32 WriteAddr,u16 NumByteToWrite);//写入flash
void W25QXX_Erase_Chip(void); //整片擦除
void W25QXX_Erase_Sector(u32 Dst_Addr); //扇区擦除
void W25QXX_Wait_Busy(void); //等待空闲
void W25QXX_PowerDown(void); //进入掉电模式
void W25QXX_WAKEUP(void); //唤醒
void testW25q64(void);
#endif
w25qxx.c
#include "w25qxx.h"
#include "spi.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include <string.h>
#include "stdio.h"
//u16 W25QXX_TYPE=W25Q128; //默认是W25Q128
/*
W25Q64 8M 字节
初始化W25Q64 CS -->PB2
*/
void W25QXX_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB, ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
//初始化片选为高电平
GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_2);
}
//读取W25QXX的状态寄存器
//BIT7 6 5 4 3 2 1 0
//SPR RV TB BP2 BP1 BP0 WEL BUSY
//SPR:默认0,状态寄存器保护位,配合WP使用
//TB,BP2,BP1,BP0:FLASH区域写保护设置
//WEL:写使能锁定
//BUSY:忙标记位(1,忙;0,空闲)
//默认:0x00
u8 W25QXX_ReadSR(void)
{
u8 byte=0;
SpiCsSel(DEV_W25Q); //SPI_CS=0;
SPI1_ReadWriteByte(W25X_ReadStatusReg); //发送读取状态寄存器命令
byte=SPI1_ReadWriteByte(0Xff); //读取一个字节
SpiCsSel(DEV_IDLE); //SPI_CS=1; //取消片选
return byte;
}
//写W25QXX状态寄存器
//只有SPR,TB,BP2,BP1,BP0(bit 7,5,4,3,2)可以写!!!
void W25QXX_Write_SR(u8 sr)
{
SpiCsSel(DEV_W25Q); //SPI_CS=0; //使能器件
SPI1_ReadWriteByte(W25X_WriteStatusReg); //发送写取状态寄存器命令
SPI1_ReadWriteByte(sr); //写入一个字节
SpiCsSel(DEV_IDLE); //SPI_CS=1; //取消片选
}
//W25QXX写使能
//将WEL置位
void W25QXX_Write_Enable(void)
{
SpiCsSel(DEV_W25Q); //SPI_CS=0; //使能器件
SPI1_ReadWriteByte(W25X_WriteEnable); //发送写使能
SpiCsSel(DEV_IDLE); //SPI_CS=1; //取消片选
}
//W25QXX写禁止
//将WEL清零
void W25QXX_Write_Disable(void)
{
SpiCsSel(DEV_W25Q); //SPI_CS=0; //使能器件
SPI1_ReadWriteByte(W25X_WriteDisable); //发送写禁止指令
SpiCsSel(DEV_IDLE); //SPI_CS=1; //取消片选
}
//读取芯片ID
//返回值如下:
//0XEF17,表示芯片型号为W25Q128
u16 W25QXX_ReadID(void)
{
u16 Temp = 0;
SpiCsSel(DEV_W25Q); //SPI_CS=0;
SPI1_ReadWriteByte(0x90);//发送读取ID命令
SPI1_ReadWriteByte(0x00);
SPI1_ReadWriteByte(0x00);
SPI1_ReadWriteByte(0x00);
Temp|=SPI1_ReadWriteByte(0xFF)<<8;
Temp|=SPI1_ReadWriteByte(0xFF);
printf("%d\r\n",Temp);
SpiCsSel(DEV_IDLE); //SPI_CS=1;
return Temp;
}
//读取SPI FLASH
//在指定地址开始读取指定长度的数据
//pBuffer:数据存储区
//ReadAddr:开始读取的地址(24bit)
//NumByteToRead:要读取的字节数(最大65535)
void W25QXX_Read(u8* pBuffer,u32 ReadAddr,u16 NumByteToRead)
{
u16 i;
SpiCsSel(DEV_W25Q); //SPI_CS=0; //使能器件
SPI1_ReadWriteByte(W25X_ReadData); //发送读取命令
SPI1_ReadWriteByte((u8)((ReadAddr)>>16)); //发送24bit地址
SPI1_ReadWriteByte((u8)((ReadAddr)>>8));
SPI1_ReadWriteByte((u8)ReadAddr);
for(i=0;i<NumByteToRead;i++)
{
pBuffer[i]=SPI1_ReadWriteByte(0XFF); //循环读数
// delay_us(2);
}
SpiCsSel(DEV_IDLE); //SPI_CS=1;
}
//SPI在一页(0~65535)内写入少于256个字节的数据
//在指定地址开始写入最大256字节的数据
//pBuffer:数据存储区
//WriteAddr:开始写入的地址(24bit)
//NumByteToWrite:要写入的字节数(最大256),该数不应该超过该页的剩余字节数!!!
void W25QXX_Write_Page(u8* pBuffer,u32 WriteAddr,u16 NumByteToWrite)
{
u16 i;
W25QXX_Write_Enable(); //SET WEL
SpiCsSel(DEV_W25Q); //SPI_CS=0; //使能器件
SPI1_ReadWriteByte(W25X_PageProgram); //发送写页命令
SPI1_ReadWriteByte((u8)((WriteAddr)>>16)); //发送24bit地址
SPI1_ReadWriteByte((u8)((WriteAddr)>>8));
SPI1_ReadWriteByte((u8)WriteAddr);
for(i=0;i<NumByteToWrite;i++)
{
SPI1_ReadWriteByte(pBuffer[i]);//循环写数
// delay_us(2);
}
SpiCsSel(DEV_IDLE); //SPI_CS=1; //取消片选
W25QXX_Wait_Busy(); //等待写入结束
}
//无检验写SPI FLASH
//必须确保所写的地址范围内的数据全部为0XFF,否则在非0XFF处写入的数据将失败!
//具有自动换页功能
//在指定地址开始写入指定长度的数据,但是要确保地址不越界!
//pBuffer:数据存储区
//WriteAddr:开始写入的地址(24bit)
//NumByteToWrite:要写入的字节数(最大65535)
//CHECK OK
void W25QXX_Write_NoCheck(u8* pBuffer,u32 WriteAddr,u16 NumByteToWrite)
{
u16 pageremain;
pageremain=256-WriteAddr%256; //单页剩余的字节数
if(NumByteToWrite<=pageremain)
{
pageremain=NumByteToWrite;//不大于256个字节
}
while(1)
{
W25QXX_Write_Page(pBuffer,WriteAddr,pageremain);
if(NumByteToWrite==pageremain)break;//写入结束了
else //NumByteToWrite>pageremain
{
pBuffer+=pageremain;
WriteAddr+=pageremain;
NumByteToWrite-=pageremain; //减去已经写入了的字节数
if(NumByteToWrite>256)pageremain=256; //一次可以写入256个字节
else pageremain=NumByteToWrite; //不够256个字节了
}
};
}
//写SPI FLASH
//在指定地址开始写入指定长度的数据
//该函数带擦除操作!
//pBuffer:数据存储区
//WriteAddr:开始写入的地址(24bit)
//NumByteToWrite:要写入的字节数(最大65535)
u8 W25QXX_BUFFER[4096];
void W25QXX_Write(u8* pBuffer,u32 WriteAddr,u16 NumByteToWrite)
{
u32 secpos;
u16 secoff;
u16 secremain;
u16 i;
u8 * W25QXX_BUF;
W25QXX_BUF=W25QXX_BUFFER;
secpos=WriteAddr/4096;//扇区地址
secoff=WriteAddr%4096;//在扇区内的偏移
secremain=4096-secoff;//扇区剩余空间大小
//printf("ad:%X,nb:%X\r\n",WriteAddr,NumByteToWrite);//测试用
if(NumByteToWrite<=secremain)secremain=NumByteToWrite;//不大于4096个字节
while(1)
{
W25QXX_Read(W25QXX_BUF,secpos*4096,4096);//读出整个扇区的内容
for(i=0;i<secremain;i++)//校验数据
{
if(W25QXX_BUF[secoff+i]!=0XFF)break;//需要擦除
}
if(i<secremain)//需要擦除
{
W25QXX_Erase_Sector(secpos);//擦除这个扇区
for(i=0;i<secremain;i++) //复制
{
W25QXX_BUF[i+secoff]=pBuffer[i];
}
W25QXX_Write_NoCheck(W25QXX_BUF,secpos*4096,4096);//写入整个扇区
}else W25QXX_Write_NoCheck(pBuffer,WriteAddr,secremain);//写已经擦除了的,直接写入扇区剩余区间.
if(NumByteToWrite==secremain)break;//写入结束了
else//写入未结束
{
secpos++;//扇区地址增1
secoff=0;//偏移位置为0
pBuffer+=secremain; //指针偏移
WriteAddr+=secremain;//写地址偏移
NumByteToWrite-=secremain; //字节数递减
if(NumByteToWrite>4096)secremain=4096; //下一个扇区还是写不完
else secremain=NumByteToWrite; //下一个扇区可以写完了
}
};
}
//擦除整个芯片
//等待时间超长...
void W25QXX_Erase_Chip(void)
{
W25QXX_Write_Enable(); //SET WEL
W25QXX_Wait_Busy();
SpiCsSel(DEV_W25Q); //SPI_CS=0; //使能器件
SPI1_ReadWriteByte(W25X_ChipErase); //发送片擦除命令
SpiCsSel(DEV_IDLE); //SPI_CS=1; //取消片选
W25QXX_Wait_Busy(); //等待芯片擦除结束
}
//擦除一个扇区
//Dst_Addr:扇区地址 根据实际容量设置
//擦除一个山区的最少时间:150ms
void W25QXX_Erase_Sector(u32 Dst_Addr)
{
//监视falsh擦除情况,测试用
Dst_Addr*=4096;
W25QXX_Write_Enable(); //SET WEL
W25QXX_Wait_Busy();
SpiCsSel(DEV_W25Q); //SPI_CS=0; //使能器件
SPI1_ReadWriteByte(W25X_SectorErase); //发送扇区擦除指令
SPI1_ReadWriteByte((u8)((Dst_Addr)>>16)); //发送24bit地址
SPI1_ReadWriteByte((u8)((Dst_Addr)>>8));
SPI1_ReadWriteByte((u8)Dst_Addr);
SpiCsSel(DEV_IDLE); //SPI_CS=1; //取消片选
W25QXX_Wait_Busy(); //等待擦除完成
}
//等待空闲
void W25QXX_Wait_Busy(void)
{
while((W25QXX_ReadSR()&0x01)==0x01); // 等待BUSY位清空
}
//进入掉电模式
void W25QXX_PowerDown(void)
{
SpiCsSel(DEV_W25Q); //SPI_CS=0; //使能器件
SPI1_ReadWriteByte(W25X_PowerDown); //发送掉电命令
SpiCsSel(DEV_IDLE); //SPI_CS=1; //取消片选
delay_us(3); //等待TPD
}
//唤醒
void W25QXX_WAKEUP(void)
{
SpiCsSel(DEV_W25Q); //SPI_CS=0; //使能器件
SPI1_ReadWriteByte(W25X_ReleasePowerDown); // send W25X_PowerDown command 0xAB
SpiCsSel(DEV_IDLE); //SPI_CS=1; //取消片选
delay_us(3); //等待TRES1
}
void testW25q64(void)
{
char buf[]="test w25q64!";
char rbuf[50] = {0};
u16 rwlen = strlen(buf);
u32 addr = 0x1000;
W25QXX_Write((u8 *)buf, addr, rwlen);
W25QXX_Read((u8 *)rbuf, addr,rwlen);
printf("read w25q64 %s\r\n", rbuf);
}
SPI.h
#ifndef __SPI_H__
#define __SPI_H__
#include "stm32f4xx.h"
#include "sys.h"
#define LoraCS PEout(1)
#define RFIDCS PEout(8)
#define W25QCS PEout(2)
#define DEV_IDLE 0
#define DEV_LORA 1
#define DEV_RFID 2
#define DEV_W25Q 3
void SPI1_Init(void);
void SpiCsSel(int devID);
u8 SPI1_ReadWriteByte(u8 TXData);
#endif
SPI.c
#include "spi.h"
void SPI1_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
//1.时钟初始化
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB,ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SPI1,ENABLE);
//2.引脚初始化
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
GPIO_InitStruct.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5;
GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_High_Speed;
GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);
//3.引脚功能复用
GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource3,GPIO_AF_SPI1);
GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource4,GPIO_AF_SPI1);
GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource5,GPIO_AF_SPI1);
//4.初始化spi
SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure;
SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex; //双线双向全双工
SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master; //主 SPI
SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b; // SPI 发送接收 8 位帧结构
SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High; //串行同步时钟的空闲状态为高电平
SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge; //第二个跳变沿数据被采样
SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft; //NSS 信号由软件控制
SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_256; //预分频 256
SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB; //数据传输从 MSB 位开始
SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7; //CRC 值计算的多项式
SPI_Init(SPI2, &SPI_InitStructure); //根据指定的参数初始化外设 SPIx 寄存器
//5.spi使能
SPI_Cmd(SPI1, ENABLE);
//6.测试输入输出
}
//拉低电平 片选从机
void SpiCsSel(int devID) //lora从机通信
{
if(devID == DEV_LORA)
{
LoraCS = 0;
RFIDCS = 1;
W25QCS = 1;
}
else if(devID == DEV_RFID) //rfid从机通信
{
LoraCS = 1;
RFIDCS = 0;
W25QCS = 1;
}
else if(devID == DEV_W25Q) //w25qxx从机通信
{
LoraCS = 1;
RFIDCS = 1;
W25QCS = 0;
}
else
{
LoraCS = 1;
RFIDCS = 1;
W25QCS = 1;
}
}
u8 SPI1_ReadWriteByte(u8 TXData)
{
while(SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1,SPI_I2S_FLAG_TXE) == SET){};
//等待发送为空
SPI_I2S_SendData(SPI1,TXData);//通过外设spi1发送一个字节
while(SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1,SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET){};
//等待接收缓存区不为空
return SPI_I2S_ReceiveData(SPI1);//通过spi1接收最近的数据
}
?mian.c
?
6.知识点的照片
?