SPI是串行外围设备接口，是高速的、全双工、同步的通信总线，并且在芯片管脚上只占四根线，实在MC68HCXX系列处理器上定义的。主要用于EEPROM、FLASH、实时时钟，AD转换器。
SPI通讯原理：
主机和从机都有一个移位寄存器，如主机发送101010101 从机发送01010101，发送的过程在移位寄存器的作用下就相当于两者在交换数据，主机的高位和从机的低位换，从机的高位和主机的低位交换来完成通讯，这样通讯外设的写操作和读操作是同步完成的，如果只是要进行写操作，主机只需忽略接收到的字节，反之，若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。
CS片选引脚适用于选择通讯设备用的，当与多个设备进行SPI通讯的时候通过一个引脚拉低选择要通讯的设备，其他引脚拉高的方式来选择设备。
硬件连接：
SPI通讯要使用芯片，W25Q128将16M的容量分为256个块，每个块的大小为64K字节，每个块又分为16个扇区，每个扇区4K字节，W25Q的最小擦除单位为一个扇区，也就是每次必须擦除4K个字节。这样我们需要给W25Qxx开辟一个至少4K的缓存区，这样对SRAM要求比较高，要求芯片必须有4K以上的SRAM才能很好的操作，每次对于扇区的擦除FLASH操作大约需要100ms。通过指令集对W25Q128进行操作。
w25qxx.c
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 |
#include "w25qxx.h" #include "spi.h" #include "delay.h" #include "usart.h" u16 W25QXX_TYPE=W25Q128; //默认是W25Q128 //4Kbytes为一个Sector //16个扇区为1个Block //W25Q128 //容量为16M字节,共有128个Block,4096个Sector //初始化SPI FLASH的IO口 void W25QXX_Init(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE );//PORTB时钟使能 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12; // PB12 推挽 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_12); W25QXX_CS=1; //SPI FLASH不选中 SPI2_Init(); //初始化SPI SPI2_SetSpeed(SPI_BaudRatePrescaler_2);//设置为18M时钟,高速模式 W25QXX_TYPE=W25QXX_ReadID();//读取FLASH ID. } //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; W25QXX_CS=0; //使能器件 SPI2_ReadWriteByte(W25X_ReadStatusReg); //发送读取状态寄存器命令 byte=SPI2_ReadWriteByte(0Xff); //读取一个字节 W25QXX_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) { W25QXX_CS=0; //使能器件 SPI2_ReadWriteByte(W25X_WriteStatusReg);//发送写取状态寄存器命令 SPI2_ReadWriteByte(sr); //写入一个字节 W25QXX_CS=1; //取消片选 } //W25QXX写使能 //将WEL置位 void W25QXX_Write_Enable(void) { W25QXX_CS=0; //使能器件 SPI2_ReadWriteByte(W25X_WriteEnable); //发送写使能 W25QXX_CS=1; //取消片选 } //W25QXX写禁止 //将WEL清零 void W25QXX_Write_Disable(void) { W25QXX_CS=0; //使能器件 SPI2_ReadWriteByte(W25X_WriteDisable); //发送写禁止指令 W25QXX_CS=1; //取消片选 } //读取芯片ID //返回值如下: //0XEF13,表示芯片型号为W25Q80 //0XEF14,表示芯片型号为W25Q16 //0XEF15,表示芯片型号为W25Q32 //0XEF16,表示芯片型号为W25Q64 //0XEF17,表示芯片型号为W25Q128 u16 W25QXX_ReadID(void) { u16 Temp = 0; W25QXX_CS=0; SPI2_ReadWriteByte(0x90);//发送读取ID命令 SPI2_ReadWriteByte(0x00); SPI2_ReadWriteByte(0x00); SPI2_ReadWriteByte(0x00); Temp|=SPI2_ReadWriteByte(0xFF)<<8; Temp|=SPI2_ReadWriteByte(0xFF); W25QXX_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; W25QXX_CS=0; //使能器件 SPI2_ReadWriteByte(W25X_ReadData); //发送读取命令 SPI2_ReadWriteByte((u8)((ReadAddr)>>16)); //发送24bit地址 SPI2_ReadWriteByte((u8)((ReadAddr)>>8)); SPI2_ReadWriteByte((u8)ReadAddr); for(i=0;i<NumByteToRead;i++) { pBuffer[i]=SPI2_ReadWriteByte(0XFF); //循环读数 } W25QXX_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 W25QXX_CS=0; //使能器件 SPI2_ReadWriteByte(W25X_PageProgram); //发送写页命令 SPI2_ReadWriteByte((u8)((WriteAddr)>>16)); //发送24bit地址 SPI2_ReadWriteByte((u8)((WriteAddr)>>8)); SPI2_ReadWriteByte((u8)WriteAddr); for(i=0;i<NumByteToWrite;i++)SPI2_ReadWriteByte(pBuffer[i]);//循环写数 W25QXX_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(); W25QXX_CS=0; //使能器件 SPI2_ReadWriteByte(W25X_ChipErase); //发送片擦除命令 W25QXX_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 printf("fe:%x\r\n",Dst_Addr); Dst_Addr*=4096; W25QXX_Write_Enable(); //SET WEL W25QXX_Wait_Busy(); W25QXX_CS=0; //使能器件 SPI2_ReadWriteByte(W25X_SectorErase); //发送扇区擦除指令 SPI2_ReadWriteByte((u8)((Dst_Addr)>>16)); //发送24bit地址 SPI2_ReadWriteByte((u8)((Dst_Addr)>>8)); SPI2_ReadWriteByte((u8)Dst_Addr); W25QXX_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) { W25QXX_CS=0; //使能器件 SPI2_ReadWriteByte(W25X_PowerDown); //发送掉电命令 W25QXX_CS=1; //取消片选 delay_us(3); //等待TPD } //唤醒 void W25QXX_WAKEUP(void) { W25QXX_CS=0; //使能器件 SPI2_ReadWriteByte(W25X_ReleasePowerDown); // send W25X_PowerDown command 0xAB W25QXX_CS=1; //取消片选 delay_us(3); //等待TRES1 } |
SPI.c
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 |
#include "spi.h" //以下是SPI模块的初始化代码，配置成主机模式，访问SD Card/W25Q64/NRF24L01 //SPI口初始化 //这里针是对SPI2的初始化 void SPI2_Init(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE );//PORTB时钟使能 RCC_APB1PeriphClockCmd( RCC_APB1Periph_SPI2, ENABLE );//SPI2时钟使能 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_14 | GPIO_Pin_15; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //PB13/14/15复用推挽输出 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOB GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_13|GPIO_Pin_14|GPIO_Pin_15); //PB13/14/15上拉 SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex; //设置SPI单向或者双向的数据模式:SPI设置为双线双向全双工 SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master; //设置SPI工作模式:设置为主SPI SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b; //设置SPI的数据大小: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; //串行同步时钟的第二个跳变沿（上升或下降）数据被采样 SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft; //NSS信号由硬件（NSS管脚）还是软件（使用SSI位）管理:内部NSS信号有SSI位控制 SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_256; //定义波特率预分频的值:波特率预分频值为256 SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB; //指定数据传输从MSB位还是LSB位开始: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SPI_InitStruct中指定的参数初始化外设SPIx寄存器 SPI_Cmd(SPI2, ENABLE); //使能SPI外设 SPI2_ReadWriteByte(0xff);//启动传输 } //SPI 速度设置函数 //SpeedSet: //SPI_BaudRatePrescaler_2 2分频 //SPI_BaudRatePrescaler_8 8分频 //SPI_BaudRatePrescaler_16 16分频 //SPI_BaudRatePrescaler_256 256分频 void SPI2_SetSpeed(u8 SPI_BaudRatePrescaler) { assert_param(IS_SPI_BAUDRATE_PRESCALER(SPI_BaudRatePrescaler)); SPI2->CR1&=0XFFC7; SPI2->CR1|=SPI_BaudRatePrescaler; //设置SPI2速度 SPI_Cmd(SPI2,ENABLE); } //SPIx 读写一个字节 //TxData:要写入的字节 //返回值:读取到的字节 u8 SPI2_ReadWriteByte(u8 TxData) { u8 retry=0; while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI2, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET) //检查指定的SPI标志位设置与否:发送缓存空标志位 { retry++; if(retry>200)return 0; } SPI_I2S_SendData(SPI2, TxData); //通过外设SPIx发送一个数据 retry=0; while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI2, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET) //检查指定的SPI标志位设置与否:接受缓存非空标志位 { retry++; if(retry>200)return 0; } return SPI_I2S_ReceiveData(SPI2); //返回通过SPIx最近接收的数据 } |
注意这里使用的是SPI2
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 |
#include "led.h" #include "delay.h" #include "key.h" #include "sys.h" #include "lcd.h" #include "usart.h" #include "w25qxx.h" //要写入到W25Q64的字符串数组 const u8 TEXT_Buffer[]={"ELITE STM32 SPI TEST"}; #define SIZE sizeof(TEXT_Buffer) int main(void) { u8 key; u16 i=0; u8 datatemp[SIZE]; u32 FLASH_SIZE; delay_init(); //延时函数初始化 NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置中断优先级分组为组2：2位抢占优先级，2位响应优先级 uart_init(115200); //串口初始化为115200 LED_Init(); //初始化与LED连接的硬件接口 LCD_Init(); //初始化LCD KEY_Init(); //按键初始化 W25QXX_Init(); //W25QXX初始化 POINT_COLOR=RED;//设置字体为红色 LCD_ShowString(30,50,200,16,16,"ELITE STM32"); LCD_ShowString(30,70,200,16,16,"SPI TEST"); LCD_ShowString(30,90,200,16,16,"ATOM@ALIENTEK"); LCD_ShowString(30,110,200,16,16,"2015/1/15"); LCD_ShowString(30,130,200,16,16,"KEY1:Write KEY0:Read"); //显示提示信息 while(W25QXX_ReadID()!=W25Q128) //检测不到W25Q128 { LCD_ShowString(30,150,200,16,16,"W25Q128 Check Failed!"); delay_ms(500); LCD_ShowString(30,150,200,16,16,"Please Check! "); delay_ms(500); LED0=!LED0;//DS0闪烁 } LCD_ShowString(30,150,200,16,16,"W25Q128 Ready!"); FLASH_SIZE=128*1024*1024; //FLASH 大小为16M字节 POINT_COLOR=BLUE;//设置字体为蓝色 while(1) { key=KEY_Scan(0); if(key==KEY1_PRES) //KEY1按下,写入W25QXX { LCD_Fill(0,170,239,319,WHITE);//清除半屏 LCD_ShowString(30,170,200,16,16,"Start Write W25Q128...."); W25QXX_Write((u8*)TEXT_Buffer,FLASH_SIZE-100,SIZE); //从倒数第100个地址处开始,写入SIZE长度的数据 LCD_ShowString(30,170,200,16,16,"W25Q128 Write Finished!"); //提示传送完成 } if(key==KEY0_PRES) //KEY0按下,读取字符串并显示 { LCD_ShowString(30,170,200,16,16,"Start Read W25Q128.... "); W25QXX_Read(datatemp,FLASH_SIZE-100,SIZE); //从倒数第100个地址处开始,读出SIZE个字节 LCD_ShowString(30,170,200,16,16,"The Data Readed Is: "); //提示传送完成 LCD_ShowString(30,190,200,16,16,datatemp);//显示读到的字符串 } i++; delay_ms(10); if(i==20) { LED0=!LED0;//提示系统正在运行 i=0; } } } |
