Spi概述

SPI是串行外設(shè)接口（Serial Peripheral Interface）的縮寫，是一種高速的，全雙工，同步的通信總線，并且在芯片的管腳上只占用四根線，節(jié)約了芯片的管腳，同時為PCB的布局上節(jié)省空間，提供方便，正是出于這種簡單易用的特性，越來越多的芯片集成了這種通信協(xié)議，比如 EEPROM，F(xiàn)LASH，實時時鐘，AD轉(zhuǎn)換器。 W25Q64 是一款SPI接口的Flash芯片，其存儲空間為 64Mbit，相當(dāng)于8M字節(jié)。W25Q64可以支持 SPI 的模式 0 和模式 3，也就是 CPOL=0/CPHA=0 和CPOL=1/CPHA=1 這兩種模式。 最近在弄ST和GD的課程，需要GD樣片的可以加群申請：6_15061293 。?

視頻教程

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生成例程

這里準(zhǔn)備了自己繪制的開發(fā)板進(jìn)行驗證。

SPI配置

在開發(fā)板中有arduino接口，配置這幾個接口為spi。?

?本次實驗使用的SPI與Flash通信，配置如下。 SPI的通信原理很簡單，它以主從方式工作，這種模式通常有一個主設(shè)備和一個或多個從設(shè)備，需要至少4根線，事實上3根也可以（單向傳輸時）。也是所有基于SPI的設(shè)備共有的，它們是MISO（主設(shè)備數(shù)據(jù)輸入）、MOSI（主設(shè)備數(shù)據(jù)輸出）、SCLK（時鐘）、CS（片選）。 （1）MISO– Master Input Slave Output,主設(shè)備數(shù)據(jù)輸入，從設(shè)備數(shù)據(jù)輸出； （2）MOSI– Master Output Slave Input，主設(shè)備數(shù)據(jù)輸出，從設(shè)備數(shù)據(jù)輸入； （3）SCLK – Serial Clock，時鐘信號，由主設(shè)備產(chǎn)生； （4）CS – Chip Select，從設(shè)備使能信號，由主設(shè)備控制。

?負(fù)責(zé)通訊的3根線了。通訊是通過數(shù)據(jù)交換完成的，這里先要知道SPI是串行通訊協(xié)議，也就是說數(shù)據(jù)是一位一位的傳輸?shù)摹＿@就是SCLK時鐘線存在的原因，由SCLK提供時鐘脈沖，SDI，SDO則基于此脈沖完成數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)輸出通過 SDO線，數(shù)據(jù)在時鐘上升沿或下降沿時改變，在緊接著的下降沿或上升沿被讀取。完成一位數(shù)據(jù)傳輸，輸入也使用同樣原理。因此，至少需要8次時鐘信號的改變（上沿和下沿為一次），才能完成8位數(shù)據(jù)的傳輸。 時鐘信號線SCLK只能由主設(shè)備控制，從設(shè)備不能控制。同樣，在一個基于SPI的設(shè)備中，至少有一個主設(shè)備。這樣的傳輸方式有一個優(yōu)點(diǎn)，在數(shù)據(jù)位的傳輸過程中可以暫停，也就是時鐘的周期可以為不等寬，因為時鐘線由主設(shè)備控制，當(dāng)沒有時鐘跳變時，從設(shè)備不采集或傳送數(shù)據(jù)。SPI還是一個數(shù)據(jù)交換協(xié)議：因為SPI的數(shù)據(jù)輸入和輸出線獨(dú)立，所以允許同時完成數(shù)據(jù)的輸入和輸出。芯片集成的SPI串行同步時鐘極性和相位可以通過寄存器配置，IO模擬的SPI串行同步時鐘需要根據(jù)從設(shè)備支持的時鐘極性和相位來通訊。 最后，SPI接口的一個缺點(diǎn)：沒有指定的流控制，沒有應(yīng)答機(jī)制確認(rèn)是否接收到數(shù)據(jù)。

NOR Flash

NOR Flash是一種非易失閃存技術(shù)，是Intel在1988年創(chuàng)建。是市場上兩種主要的非易失閃存技術(shù)之一。 以GD25Q64E為例，該 Flash為64M-bit大小，即8192K-Byte。?

?W25Q64將8M的容量分為127個塊（Block),每個塊大小為64K字節(jié)，每個塊又分為16個扇區(qū)（Sector),每個扇區(qū)4K個字節(jié)。W25Q64的最小擦除單位為一個扇區(qū)，也就是每次必須擦除4K個字節(jié)。 即4K16128=8192K=8M?

W25Q64的原理及應(yīng)用

復(fù)位初始化

對于復(fù)位，需要發(fā)送0x66和0x99?

?代碼中的初始化。

ID

對于兆易創(chuàng)新W25Q64，主要有三種查詢ID方式。?

?可以使用90H查詢設(shè)備ID，以判斷是否是W25Q64設(shè)備。?

讀取數(shù)據(jù)

對于兆易創(chuàng)新W25Q64，讀取數(shù)據(jù)使用0x03指令，后面添加需要讀取的數(shù)據(jù)地址。 數(shù)據(jù)可以一直進(jìn)行讀取，當(dāng)不需要讀取數(shù)據(jù)時候?qū)⑵xCS拉高，關(guān)閉時鐘SCLK即可。

擦除扇區(qū)

最小的擦除單位是扇區(qū)，擦除指令為0x20和3字節(jié)的地址。?

寫數(shù)據(jù)

對于寫數(shù)據(jù)到flash中，使用0x02指令進(jìn)行寫數(shù)據(jù)，后面還需要指定24位地址，才能進(jìn)行寫數(shù)據(jù)。

對flash的0x1000地址進(jìn)行寫數(shù)據(jù)，指令如下。

keil配置

microlib 進(jìn)行了高度優(yōu)化以使代碼變得很小。 它的功能比缺省 C 庫少，并且根本不具備某些 ISO C 特性。 某些庫函數(shù)的運(yùn)行速度也比較慢，如果要使用printf(),必須開啟。?

使能GPIO

SPI初始化

SPI掛載在APB2線上。?

?下面將SPI0分頻256倍，那么速率為120M/256=468.75KHz。

使能串口

開啟串口DMA接收

串口中斷設(shè)置

W25Qx.c

W25Qx.h

案例

向0扇區(qū)（0塊0扇區(qū)），17扇區(qū)（1塊1扇區(qū)），34扇區(qū)（2塊2扇區(qū)）分別寫入0x200的數(shù)據(jù)。

頭文件定義

串口接收和flash數(shù)組定義

串口重定向

串口中斷設(shè)置

主程序

讀取ID和flash數(shù)據(jù)及擦除。

主程序。

數(shù)據(jù)處理

演示

W25Q64芯片型號的ID為0XEF17，下方讀取為0XC816，所以讀取成功。?

開機(jī)會打印出0，17，34扇區(qū)的前0x200個數(shù)據(jù)。?

?打印完原始數(shù)據(jù)之后將數(shù)據(jù)全部清零，清零完成如下圖所示。

?串口定義了ReceiveBuff[0]的數(shù)據(jù)為寫入什么扇區(qū)，ReceiveBuff[0]為1寫入扇區(qū)1，ReceiveBuff[0]為2寫入扇區(qū)2，ReceiveBuff[0]為3寫入扇區(qū)3，若為其他數(shù)據(jù)，則打印輸入錯誤；ReceiveBuff[1]則為寫入的位置。 輸入：00 05 01 02 03 04 向扇區(qū)0的的05號位置開始寫入數(shù)據(jù)01 02 03 04。?

?輸入：00 28 11 12 13 14 15 向扇區(qū)0的的40(28是十六進(jìn)制)號位置開始寫入數(shù)據(jù)11 12 13 14 15。?

?輸入：17 10 aa bb 向扇區(qū)17的的16(10是十六進(jìn)制)號位置開始寫入數(shù)據(jù)aa bb。?