spi概述

SPI是串行外設(shè)接口（Serial Peripheral Interface）的縮寫(xiě)，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(shí)為PCB的布局上節(jié)省空間，提供方便，正是出于這種簡(jiǎn)單易用的特性，越來(lái)越多的芯片集成了這種通信協(xié)議，比如 EEPROM，F(xiàn)LASH，實(shí)時(shí)時(shí)鐘，AD轉(zhuǎn)換器。 W25Q64 是一款SPI接口的Flash芯片，其存儲(chǔ)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(qǐng)：6_15061293 。

視頻教學(xué)

https://www.bilibili.com/video/BV1nP411N7fu/

csdn課程

課程更加詳細(xì)。?https://download.csdn.net/course/detail/35611

生成例程

使用STM32CUBEMX生成例程，這里使用NUCLEO-F103RB開(kāi)發(fā)板

?配置時(shí)鐘樹(shù)，配置時(shí)鐘為64M。?

查看原理圖，PA2和PA3設(shè)置為開(kāi)發(fā)板的串口。?

?配置串口。?

?由于需要輸入數(shù)據(jù)，開(kāi)啟DMA進(jìn)行接收。?

?中斷。?

SPI配置

在開(kāi)發(fā)板中有arduino接口，配置這幾個(gè)接口為spi。?

?本次實(shí)驗(yàn)使用的SPI與Flash通信，配置如下。 SPI的通信原理很簡(jiǎn)單，它以主從方式工作，這種模式通常有一個(gè)主設(shè)備和一個(gè)或多個(gè)從設(shè)備，需要至少4根線，事實(shí)上3根也可以（單向傳輸時(shí)）。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(shí)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(shí)鐘信號(hào)，由主設(shè)備產(chǎn)生； （4）CS – Chip Select，從設(shè)備使能信號(hào)，由主設(shè)備控制。?

負(fù)責(zé)通訊的3根線了。通訊是通過(guò)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(shuō)數(shù)據(jù)是一位一位的傳輸?shù)?。這就是SCLK時(shí)鐘線存在的原因，由SCLK提供時(shí)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(guò) SDO線，數(shù)據(jù)在時(shí)鐘上升沿或下降沿時(shí)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(shí)鐘信號(hào)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(shí)鐘信號(hào)線SCLK只能由主設(shè)備控制，從設(shè)備不能控制。同樣，在一個(gè)基于SPI的設(shè)備中，至少有一個(gè)主設(shè)備。這樣的傳輸方式有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，在數(shù)據(jù)位的傳輸過(guò)程中可以暫停，也就是時(shí)鐘的周期可以為不等寬，因?yàn)闀r(shí)鐘線由主設(shè)備控制，當(dāng)沒(méi)有時(shí)鐘跳變時(shí)，從設(shè)備不采集或傳送數(shù)據(jù)。SPI還是一個(gè)數(shù)據(jù)交換協(xié)議：因?yàn)镾PI的數(shù)據(jù)輸入和輸出線獨(dú)立，所以允許同時(shí)完成數(shù)據(jù)的輸入和輸出。芯片集成的SPI串行同步時(shí)鐘極性和相位可以通過(guò)寄存器配置，IO模擬的SPI串行同步時(shí)鐘需要根據(jù)從設(shè)備支持的時(shí)鐘極性和相位來(lái)通訊。 最后，SPI接口的一個(gè)缺點(diǎn)：沒(méi)有指定的流控制，沒(méi)有應(yīng)答機(jī)制確認(rèn)是否接收到數(shù)據(jù)。?

?其中，CS是從芯片是否被主芯片選中的控制信號(hào)，也就是說(shuō)只有片選信號(hào)為預(yù)先規(guī)定的使能信號(hào)時(shí)（高電位或低電位），主芯片對(duì)此從芯片的操作才有效。這就使在同一條總線上連接多個(gè)SPI設(shè)備成為可能。 隨便配置一個(gè)端口為CS片選，并且命名為CS。

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(chǎng)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(gè)塊（Block),每個(gè)塊大小為64K字節(jié)，每個(gè)塊又分為16個(gè)扇區(qū)（Sector),每個(gè)扇區(qū)4K個(gè)字節(jié)。W25Q64的最小擦除單位為一個(gè)扇區(qū)，也就是每次必須擦除4K個(gè)字節(jié)。 即4K16128=8192K=8M?

W25Q64的原理及應(yīng)用

復(fù)位初始化

對(duì)于復(fù)位，需要發(fā)送0x66和0x99?

?代碼中的初始化。

ID

對(duì)于兆易創(chuàng)新W25Q64，主要有三種查詢(xún)ID方式。

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

讀取數(shù)據(jù)

對(duì)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(shí)候?qū)⑵xCS拉高，關(guān)閉時(shí)鐘SCLK即可。?

以讀取10個(gè)數(shù)據(jù)為例子，波形如下所示。

??

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(xiě)數(shù)據(jù)

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

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

波形如下所示。?

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(xiě)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

#include "stm32f1xx_it.c"文件中斷外部變量引用：

串口2中斷函數(shù)：

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(hào)的ID為0XEF17，下方讀取為0XC816，所以讀取成功。?

開(kāi)機(jī)會(huì)打印出0，17，34扇區(qū)的前0x200個(gè)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(xiě)入什么扇區(qū)，ReceiveBuff[0]為1寫(xiě)入扇區(qū)1，ReceiveBuff[0]為2寫(xiě)入扇區(qū)2，ReceiveBuff[0]為3寫(xiě)入扇區(qū)3，若為其他數(shù)據(jù)，則打印輸入錯(cuò)誤；ReceiveBuff[1]則為寫(xiě)入的位置。 輸入：00 05 01 02 03 04 向扇區(qū)0的的05號(hào)位置開(kāi)始寫(xiě)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(hào)位置開(kāi)始寫(xiě)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(hào)位置開(kāi)始寫(xiě)入數(shù)據(jù)aa bb。?