1. SPI協(xié)議概述

關(guān)于SPI協(xié)議不做贅述，見詳解。

https://blog.csdn.net/XieWinter/article/details/94738361

2. STM32 SPI特性及架構(gòu)

STM32芯片也集成了專門用于SPI協(xié)議通訊的外設(shè)。

2.1 SPI外設(shè)簡(jiǎn)介

STM32的SPI外設(shè)可用作通訊的主機(jī)及從機(jī)，支持最高的SCK時(shí)鐘頻率為fpclk/2 (STM32F429型號(hào)的芯片默認(rèn)fpclk1為90MHz，fpclk2為45MHz)，完全支持SPI協(xié)議的4種模式，數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度可設(shè)置為8位或16位，可設(shè)置數(shù)據(jù)MSB先行或LSB先行。

雙線雙工模式： 通常使用

雙線單向模式：MOSI/MISO數(shù)據(jù)線向一個(gè)方向傳輸數(shù)據(jù)，可以加快一倍的速度

單線模式：半雙工

● 基于三條線的全雙工同步傳輸

● 基于雙線的單工同步傳輸，其中一條可作為雙向數(shù)據(jù)線

● 8 位或 16 位傳輸幀格式選擇

● 主模式或從模式操作

● 多主模式功能

● 8 個(gè)主模式波特率預(yù)分頻器（最大值為 fPCLK/2）

● 從模式頻率（最大值為 fPCLK/2）

● 對(duì)于主模式和從模式都可實(shí)現(xiàn)更快的通信

● 對(duì)于主模式和從模式都可通過硬件或軟件進(jìn)行 NSS 管理：動(dòng)態(tài)切換主/從操作

● 可編程的時(shí)鐘極性和相位

● 可編程的數(shù)據(jù)順序，最先移位 MSB 或 LSB

● 可觸發(fā)中斷的專用發(fā)送和接收標(biāo)志

● SPI 總線忙狀態(tài)標(biāo)志

● SPI TI 模式

● 用于確?？煽客ㄐ诺挠布?CRC 功能：

       — 在發(fā)送模式下可將 CRC 值作為最后一個(gè)字節(jié)發(fā)送

      — 根據(jù)收到的最后一個(gè)字節(jié)自動(dòng)進(jìn)行 CRC 錯(cuò)誤校驗(yàn)

● 可觸發(fā)中斷的主模式故障、上溢和 CRC 錯(cuò)誤標(biāo)志

● 具有 DMA 功能的 1 字節(jié)發(fā)送和接收緩沖器：發(fā)送和接收請(qǐng)求

2.2 STM32的SPI架構(gòu)剖析

2.2.1 通訊引腳

SPI的所有硬件架構(gòu)都從圖 中左側(cè)MOSI、MISO、SCK及NSS線展開的。

處于不同外設(shè)總線上的SPI，最高通信速率有所差異。其中SPI1、SPI4、SPI5、SPI6是APB2上的設(shè)備，最高通信速率達(dá)45Mbtis/s，SPI2、SPI3是APB1上的設(shè)備，最高通信速率為22.5Mbits/s。

2.2.2 時(shí)鐘控制邏輯

SCK線的時(shí)鐘信號(hào)，由波特率發(fā)生器根據(jù)“控制寄存器CR1”中的BR[0:2]位控制，該位是對(duì)fpclk時(shí)鐘的分頻因子，對(duì)fpclk的分頻結(jié)果就是SCK引腳的輸出時(shí)鐘頻率。

2.2.3 數(shù)據(jù)控制邏輯

SPI的MOSI及MISO都連接到數(shù)據(jù)移位寄存器上，數(shù)據(jù)移位寄存器的數(shù)據(jù)來源及目標(biāo)接收、發(fā)送緩沖區(qū)以及MISO、MOSI線。

通過寫SPI的“數(shù)據(jù)寄存器DR”把數(shù)據(jù)填充到發(fā)送緩沖區(qū)中，通訊讀“數(shù)據(jù)寄存器DR”，可以獲取接收緩沖區(qū)中的內(nèi)容。

其中數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度，可以通過“控制寄存器CR1”的“DFF位”配置成8位及16位模式；配置“LSBFIRST位”可選擇MSB先行還是LSB先行。

3. 通信過程

 主模式收發(fā)流程及事件說明如下：

(1) 控制NSS信號(hào)線，產(chǎn)生起始信號(hào)(圖中沒有畫出)；

(2) 把要發(fā)送的數(shù)據(jù)寫入到“數(shù)據(jù)寄存器DR”中，該數(shù)據(jù)會(huì)被存儲(chǔ)到發(fā)送緩沖區(qū)；

(3) 通訊開始，SCK時(shí)鐘開始運(yùn)行。MOSI把發(fā)送緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)一位一位地傳輸出去；MISO則把數(shù)據(jù)一位一位地存儲(chǔ)進(jìn)接收緩沖區(qū)中；

(4) 當(dāng)發(fā)送完一幀數(shù)據(jù)的時(shí)候，“狀態(tài)寄存器SR”中的“TXE標(biāo)志位”會(huì)被置1，表示傳輸完一幀，發(fā)送緩沖區(qū)已空；類似地，當(dāng)接收完一幀數(shù)據(jù)的時(shí)候，“RXNE標(biāo)志位”會(huì)被置1，表示傳輸完一幀，接收緩沖區(qū)非空；

(5) 等待到“TXE標(biāo)志位”為1時(shí)，若還要繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)，則再次往“數(shù)據(jù)寄存器DR”寫入數(shù)據(jù)即可；等待到“RXNE標(biāo)志位”為1時(shí)，通過讀取“數(shù)據(jù)寄存器DR”可以獲取接收緩沖區(qū)中的內(nèi)容。

4. 硬件設(shè)計(jì)

FLASH芯片中還有WP和HOLD引腳。WP引腳可控制寫保護(hù)功能，當(dāng)該引腳為低電平時(shí)，禁止寫入數(shù)據(jù)。我們直接接電源，不使用寫保護(hù)功能。HOLD引腳可用于暫停通訊，該引腳為低電平時(shí)，通訊暫停，數(shù)據(jù)輸出引腳輸出高阻抗?fàn)顟B(tài)，時(shí)鐘和數(shù)據(jù)輸入引腳無效 。詳情見芯片數(shù)據(jù)手冊(cè)

“dummy”指該處可為任意數(shù)據(jù)，

5. 軟件設(shè)計(jì)

注意：根據(jù)SPI協(xié)議可知，時(shí)鐘是由主機(jī)提供的，因此，讀字節(jié)的時(shí)候，發(fā)送數(shù)據(jù)使主機(jī)產(chǎn)生時(shí)鐘，從而是主從的移位寄存器按位移動(dòng)數(shù)據(jù)，從而使得從機(jī)的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)移到主機(jī)的數(shù)據(jù)寄存器，從而獲取從機(jī)的相應(yīng)數(shù)據(jù)。

#ifndef __SPI_FLASH_H__

#define __SPI_FLASH_H__

#include "stm32f4xx.h"

#include

/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/

//#define  sFLASH_ID                       0xEF3015     //W25X16

//#define  sFLASH_ID                       0xEF4015     //W25Q16

//#define  sFLASH_ID                        0XEF4017     //W25Q64

#define  sFLASH_ID                       0XEF4018     //W25Q128

//#define SPI_FLASH_PageSize            4096

#define SPI_FLASH_PageSize              256

#define SPI_FLASH_PerWritePageSize      256

/* Private define ------------------------------------------------------------*/

/*命令定義-開頭*******************************/

#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 

#define WIP_Flag                  0x01  /* Write In Progress (WIP) flag */

#define Dummy_Byte                0xFF

/*命令定義-結(jié)尾*******************************/

/*SPI接口定義-開頭****************************/

//SPI號(hào)

#define FLASH_SPI                           SPI3

#define FLASH_SPI_CLK                       RCC_APB1Periph_SPI3

#define FLASH_SPI_CLK_INIT                  RCC_APB1PeriphClockCmd

//SCK引腳

#define FLASH_SPI_SCK_PIN                   GPIO_Pin_3                  

#define FLASH_SPI_SCK_GPIO_PORT             GPIOB                       

#define FLASH_SPI_SCK_GPIO_CLK              RCC_AHB1Periph_GPIOB

#define FLASH_SPI_SCK_PINSOURCE             GPIO_PinSource3

#define FLASH_SPI_SCK_AF                    GPIO_AF_SPI3

//MISO引腳

#define FLASH_SPI_MISO_PIN                  GPIO_Pin_4                

#define FLASH_SPI_MISO_GPIO_PORT            GPIOB                   

#define FLASH_SPI_MISO_GPIO_CLK             RCC_AHB1Periph_GPIOB

#define FLASH_SPI_MISO_PINSOURCE            GPIO_PinSource4

#define FLASH_SPI_MISO_AF                   GPIO_AF_SPI3

//MOSI引腳

#define FLASH_SPI_MOSI_PIN                   GPIO_Pin_5                

#define FLASH_SPI_MOSI_GPIO_PORT            GPIOB                      

#define FLASH_SPI_MOSI_GPIO_CLK             RCC_AHB1Periph_GPIOB

#define FLASH_SPI_MOSI_PINSOURCE            GPIO_PinSource5

#define FLASH_SPI_MOSI_AF                    GPIO_AF_SPI3

//CS(NSS)引腳

#define FLASH_CS_PIN                         GPIO_Pin_8                

#define FLASH_CS_GPIO_PORT                  GPIOI                     

#define FLASH_CS_GPIO_CLK                   RCC_AHB1Periph_GPIOI

//控制CS(NSS)引腳輸出低電平

#define SPI_FLASH_CS_LOW()      {FLASH_CS_GPIO_PORT->BSRRH=FLASH_CS_PIN;}

//控制CS(NSS)引腳輸出高電平

#define SPI_FLASH_CS_HIGH()     {FLASH_CS_GPIO_PORT->BSRRL=FLASH_CS_PIN;}

/*SPI接口定義-結(jié)尾****************************/

/*等待超時(shí)時(shí)間*/

#define SPIT_FLAG_TIMEOUT         ((uint32_t)0x1000)

#define SPIT_LONG_TIMEOUT         ((uint32_t)(10 * SPIT_FLAG_TIMEOUT))

/*信息輸出*/

#define FLASH_DEBUG_ON         0

#define FLASH_INFO(fmt,arg...)           printf("<<-FLASH-INFO->> "fmt"n",##arg)

#define FLASH_ERROR(fmt,arg...)          printf("<<-FLASH-ERROR->> "fmt"n",##arg)

#define FLASH_DEBUG(fmt,arg...)          do{

                                          if(FLASH_DEBUG_ON)

                                          printf("<<-FLASH-DEBUG->> [%d]"fmt"n",__LINE__, ##arg);

                                          }while(0)

void SPI_FLASH_Init(void);

void SPI_FLASH_SectorErase(uint32_t SectorAddr);

void SPI_FLASH_BulkErase(void);

void SPI_FLASH_PageWrite(uint8_t* pBuffer, uint32_t WriteAddr, uint16_t NumByteToWrite);

void SPI_FLASH_BufferWrite(uint8_t* pBuffer, uint32_t WriteAddr, uint16_t NumByteToWrite);

void SPI_FLASH_BufferRead(uint8_t* pBuffer, uint32_t ReadAddr, uint16_t NumByteToRead);

uint32_t SPI_FLASH_ReadID(void);

uint32_t SPI_FLASH_ReadDeviceID(void);

void SPI_FLASH_StartReadSequence(uint32_t ReadAddr);

void SPI_Flash_PowerDown(void);

void SPI_Flash_WAKEUP(void);

uint8_t SPI_FLASH_ReadByte(void);

uint8_t SPI_FLASH_SendByte(uint8_t byte);

uint16_t SPI_FLASH_SendHalfWord(uint16_t HalfWord);

void SPI_FLASH_WriteEnable(void);

void SPI_FLASH_WaitForWriteEnd(void);

#endif /* __SPI_FLASH_H__ */

 /**

  ******************************************************************************

  * @file    bsp_spi_flash.c

  * @version V1.0

  * @date    2015-xx-xx

  * @brief   spi flash 底層應(yīng)用函數(shù)bsp 

  ******************************************************************************

  */

#include "bsp_spi_flash.h"

static __IO uint32_t  SPITimeout = SPIT_LONG_TIMEOUT;   

static uint16_t SPI_TIMEOUT_UserCallback(uint8_t errorCode);

 /**

  * @brief  SPI_FLASH初始化

  * @param  無

  * @retval 無

  */

void SPI_FLASH_Init(void)

{

  SPI_InitTypeDef  SPI_InitStructure;

  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

  /* 使能 FLASH_SPI 及GPIO 時(shí)鐘 */

  /*!< SPI_FLASH_SPI_CS_GPIO, SPI_FLASH_SPI_MOSI_GPIO,