STM32CUBEMX(13)--SPI，W25Q128外部Flash移植
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。
????W25Q128 是一款SPI接口的Flash芯片，其存儲(chǔ)空間為 128Mbit，相當(dāng)于16M字節(jié)。W25Q128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。
硬件準(zhǔn)備
? ?首先需要準(zhǔn)備一個(gè)開(kāi)發(fā)板，這里我準(zhǔn)備的是NUCLEO-F030R8的開(kāi)發(fā)板。? ?
????Flash就是淘寶上SPI接口的W25Q128模塊。
選擇芯片型號(hào)
????使用STM32CUBEMX選擇芯片stm32f030r8，如下所示：
配置時(shí)鐘源
????HSE與LSE分別為外部高速時(shí)鐘和低速時(shí)鐘，在本文中使用內(nèi)置的時(shí)鐘源，故都選擇Disable選項(xiàng)，如下所示：
配置時(shí)鐘樹(shù)
????STM32F0的最高主頻到48M，所以配置48即可：
串口配置
????本次實(shí)驗(yàn)使用的串口1進(jìn)行串口通信，波特率配置為115200。
????開(kāi)啟DMA。
????中斷。
SPI配置
????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）。
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；
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；
SCLK – Serial Clock，時(shí)鐘信號(hào)，由主設(shè)備產(chǎn)生；
CS – Chip Select，從設(shè)備使能信號(hào)，由主設(shè)備控制。
接線方式
????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)摹＿@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。
生成工程設(shè)置
????注意在生產(chǎn)工程設(shè)置中不能出現(xiàn)中文，不然會(huì)報(bào)錯(cuò)。
代碼生成設(shè)置
????最后設(shè)置生成獨(dú)立的初始化文件。
生成代碼
配置keil
W25Q128的原理及應(yīng)用
????W25Q128將16M的容量分為256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)。W25Q128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)。
????芯片ID如下所示。
0XEF13,表示芯片型號(hào)為W25Q80
0XEF14,表示芯片型號(hào)為W25Q16
0XEF15,表示芯片型號(hào)為W25Q32
0XEF16,表示芯片型號(hào)為W25Q64
0XEF17,表示芯片型號(hào)為W25Q128
驅(qū)動(dòng)代碼
????W25Qx.c
????W25Qx.h
????寫(xiě)好的W25Qx.c放入Src文件夾內(nèi)，W25Qx.h放入Inc文件夾內(nèi)，之后需要在keil中加入這2個(gè)文件。
代碼
????本例程向1，2，3扇區(qū)中寫(xiě)入數(shù)據(jù)，并且讀取出來(lái)，例程代碼如下。
????頭文件定義。
????串口接收和flash數(shù)組定義。
????串口重定向。
????#include "stm32f0xx_it.c"文件中斷外部變量引用。
????串口1中斷函數(shù)。
????在main.c函數(shù)中，初始化串口和W25Q128。
????主程序。
演示效果
????W25Q128芯片型號(hào)的ID為0XEF17，下方讀取為0XEF17，所以讀取成功。
????開(kāi)機(jī)會(huì)打印出1，2，3扇區(qū)的前0x200個(gè)數(shù)據(jù)，即打印2頁(yè)的數(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：01 05 01 02 03 04
????向扇區(qū)1的的05號(hào)位置開(kāi)始寫(xiě)入數(shù)據(jù)01 02 03 04。
????輸入：01 28 11 12 13 14 15
????向扇區(qū)1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：03 10 aa bb
????向扇區(qū)3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。
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