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STM32之SPI和W25Q128
简介STM32之SPI和W25Q128
目录
SPI 介绍
SPI
是什么?
SPI
是串行外设接口(
Serial Peripheral Interface
)的缩写,是一种高速的,全双工,同步的通信总
线,并且在芯片的管脚上只占用四根线,节约了芯片的管脚,同时为
PCB
的布局上节省空间,提
供方便,正是出于这种简单易用的特性,越来越多的芯片集成了这种通信协议,比如
AT91RM9200
SPI 物理架构
SPI
包含
4
条总线,
SPI
总线包含
4
条总线,分别为
SS
、
SCK
、
MOSI
、
MISO
。它们的作用介绍如
下 :
(1)
MISO
– Master Input Slave Output
,主设备数据输入,从设备数据输出
(2)
MOSI
– Master
Output Slave Input
,主设备数据输出,从设备数据输入
(3)
SCK
– Serial Clock
,时钟信号,由主
设备产生
(4)
CS
– Chip Select
,片选信号,由主设备控制
SPI 工作原理
SPI 工作模式
时钟极性(
CPOL
)
:
没有数据传输时时钟线的空闲状态电平
0
:
SCK
在空闲状态保持低电平
1
:
SCK
在空闲状态保持高
电平
时钟相位(
CPHA
)
:
时钟线在第几个时钟边沿采样数据
0
:
SCK
的第一(奇数)边沿进行数据位采样,数据在第一个时
钟边沿被锁存
1
:
SCK
的第二(偶数)边沿进行数据位采样,数据在第二个时钟边沿被锁存
模式
0
和模式
3
最常用。
模式
0
时序图:
模式
3
时序图:
W25Q128 介绍
什么是
W25Q128
?
W25Q128
是华邦公司推出的一款
SPI
接口的
NOR Flash
芯片,其存储空间为
128 Mbit
,相当于
16M
字节。
Flash
是常用的用于储存数据的半导体器件,它具有容量大,可重复擦写、按
“
扇区
/
块
”
擦除、掉
电后数据可继续保存的特性。
Flash
是有一个物理特性:只能写
0
,不能写
1
,写
1
靠擦除。
W25Q128 存储架构
一般按扇区(
4k
)进行擦除。
可以按 章
--
节
--
页
--
字 进行理解。
W25Q128 常用指令
W25Q128 全部指令非常多,但常用的如下几个指令:
写使能
(06H)
执行页写,扇区擦除,块擦除,片擦除,写状态寄存器等指令前,需要写使能。
拉低
CS
片选
→
发送
06H →
拉高
CS
片选
读状态寄存器(
05H
)
拉低
CS
片选
→
发送
05H→
返回
SR1
的值
→
拉高
CS
片选
读时序(
03H
)
拉低
CS
片选
→
发送
03H→
发送
24
位地址
→
读取数据(
1~n
)
→
拉高
CS
片选
页写时序
(02H)
页写命令最多可以向
FLASH
传输
256
个字节的数据。
拉低
CS
片选
→
发送
02H→
发送
24
位地址
→
发送数据(
1~n
)
→
拉高
CS
片选
扇区擦除时序(
20H
)
写入数据前,检查内存空间是否全部都是
0XFF
,不满足需擦除。
拉低
CS
片选
→
发送
20H→
发送
24
位地址
→
拉高
CS
片选
W25Q128 状态寄存器
W25Q128
一共有
3
个状态寄存器,它们的作用是跟踪芯片的状态。
其中,状态寄存器
1
较为常用
BUSY
:指示当前的状态,
0
表示空闲,
1
表示忙碌
WEL
:写使能锁定,为
1
时,可以操作页
/
扇
区
/
块。为
0
时,写禁止。
W25Q128 常见操作流程
以下流程省略了拉低/拉高片选信号CS。
读操作:
擦除扇区:
写操作
实验:使用 SPI 通讯读写 W25Q128 模块
硬件接线
VCC -- 3.3V
CS -- PA4
CLK -- PA5
DO -- PA6
DI -- PA7
cubeMX配置
w25q128_write_nocheck流程图
代码:
spi.h
/* USER CODE BEGIN Header */
/**
******************************************************************************
* @file spi.h
* @brief This file contains all the function prototypes for
* the spi.c file
******************************************************************************
* @attention
*
* Copyright (c) 2023 STMicroelectronics.
* All rights reserved.
*
* This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file
* in the root directory of this software component.
* If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.
*
******************************************************************************
*/
/* USER CODE END Header */
/* Define to prevent recursive inclusion -------------------------------------*/
#ifndef __SPI_H__
#define __SPI_H__
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
/* USER CODE BEGIN Includes */
/* USER CODE END Includes */
extern SPI_HandleTypeDef hspi1;
/* USER CODE BEGIN Private defines */
/* USER CODE END Private defines */
void MX_SPI1_Init(void);
/* USER CODE BEGIN Prototypes */
uint8_t spi1_read_write_byte(uint8_t data);
/* USER CODE END Prototypes */
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif /* __SPI_H__ */
spi.c
/* USER CODE BEGIN Header */
/**
******************************************************************************
* @file spi.c
* @brief This file provides code for the configuration
* of the SPI instances.
******************************************************************************
* @attention
*
* Copyright (c) 2023 STMicroelectronics.
* All rights reserved.
*
* This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file
* in the root directory of this software component.
* If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.
*
******************************************************************************
*/
/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "spi.h"
/* USER CODE BEGIN 0 */
/* USER CODE END 0 */
SPI_HandleTypeDef hspi1;
/* SPI1 init function */
void MX_SPI1_Init(void)
{
/* USER CODE BEGIN SPI1_Init 0 */
/* USER CODE END SPI1_Init 0 */
/* USER CODE BEGIN SPI1_Init 1 */
/* USER CODE END SPI1_Init 1 */
hspi1.Instance = SPI1;
hspi1.Init.Mode = SPI_MODE_MASTER;
hspi1.Init.Direction = SPI_DIRECTION_2LINES;
hspi1.Init.DataSize = SPI_DATASIZE_8BIT;
hspi1.Init.CLKPolarity = SPI_POLARITY_LOW;
hspi1.Init.CLKPhase = SPI_PHASE_1EDGE;
hspi1.Init.NSS = SPI_NSS_SOFT;
hspi1.Init.BaudRatePrescaler = SPI_BAUDRATEPRESCALER_256;
hspi1.Init.FirstBit = SPI_FIRSTBIT_MSB;
hspi1.Init.TIMode = SPI_TIMODE_DISABLE;
hspi1.Init.CRCCalculation = SPI_CRCCALCULATION_DISABLE;
hspi1.Init.CRCPolynomial = 10;
if (HAL_SPI_Init(&hspi1) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
/* USER CODE BEGIN SPI1_Init 2 */
/* USER CODE END SPI1_Init 2 */
}
void HAL_SPI_MspInit(SPI_HandleTypeDef* spiHandle)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
if(spiHandle->Instance==SPI1)
{
/* USER CODE BEGIN SPI1_MspInit 0 */
/* USER CODE END SPI1_MspInit 0 */
/* SPI1 clock enable */
__HAL_RCC_SPI1_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
/**SPI1 GPIO Configuration
PA5 ------> SPI1_SCK
PA6 ------> SPI1_MISO
PA7 ------> SPI1_MOSI
*/
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_5|GPIO_PIN_7;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_6;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
/* USER CODE BEGIN SPI1_MspInit 1 */
/* USER CODE END SPI1_MspInit 1 */
}
}
void HAL_SPI_MspDeInit(SPI_HandleTypeDef* spiHandle)
{
if(spiHandle->Instance==SPI1)
{
/* USER CODE BEGIN SPI1_MspDeInit 0 */
/* USER CODE END SPI1_MspDeInit 0 */
/* Peripheral clock disable */
__HAL_RCC_SPI1_CLK_DISABLE();
/**SPI1 GPIO Configuration
PA5 ------> SPI1_SCK
PA6 ------> SPI1_MISO
PA7 ------> SPI1_MOSI
*/
HAL_GPIO_DeInit(GPIOA, GPIO_PIN_5|GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_7);
/* USER CODE BEGIN SPI1_MspDeInit 1 */
/* USER CODE END SPI1_MspDeInit 1 */
}
}
/* USER CODE BEGIN 1 */
uint8_t spi1_read_write_byte(uint8_t data)
{
uint8_t rec_data = 0;
HAL_SPI_TransmitReceive(&hspi1, &data, &rec_data, 1, 1000);
return rec_data;
}
/* USER CODE END 1 */
main.c
/* USER CODE BEGIN Header */
/**
******************************************************************************
* @file : main.c
* @brief : Main program body
******************************************************************************
* @attention
*
* Copyright (c) 2023 STMicroelectronics.
* All rights reserved.
*
* This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file
* in the root directory of this software component.
* If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.
*
******************************************************************************
*/
/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "spi.h"
#include "usart.h"
#include "gpio.h"
/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "stdio.h"
#include "string.h"
#include "w25q128.h"
/* USER CODE END Includes */
/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */
/* USER CODE END PTD */
/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */
/* USER CODE END PD */
/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */
#define TEXT_SIZE 16
#define FLASH_WriteAddress 0x00000
#define FLASH_ReadAddress FLASH_WriteAddress
/* USER CODE END PM */
/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PV */
/* USER CODE END PV */
/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */
/* USER CODE END PFP */
/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */
/* USER CODE END 0 */
/**
* @brief The application entry point.
* @retval int
*/
int main(void)
{
/* USER CODE BEGIN 1 */
uint8_t datatemp[TEXT_SIZE];
/* USER CODE END 1 */
/* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
/* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
HAL_Init();
/* USER CODE BEGIN Init */
/* USER CODE END Init */
/* Configure the system clock */
SystemClock_Config();
/* USER CODE BEGIN SysInit */
/* USER CODE END SysInit */
/* Initialize all configured peripherals */
MX_GPIO_Init();
MX_SPI1_Init();
MX_USART1_UART_Init();
/* USER CODE BEGIN 2 */
w25q128_init();
/* 写入测试数据 */
sprintf((char *)datatemp, "liangxu shuai");
w25q128_write(datatemp, FLASH_WriteAddress, TEXT_SIZE);
printf("数据写入完成!
");
/* 读出测试数据 */
memset(datatemp, 0, TEXT_SIZE);
w25q128_read(datatemp, FLASH_ReadAddress, TEXT_SIZE);
printf("读出数据:%s
", datatemp);
/* USER CODE END 2 */
/* Infinite loop */
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
}
/* USER CODE END 3 */
}
/**
* @brief System Clock Configuration
* @retval None
*/
void SystemClock_Config(void)
{
RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};
/** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters
* in the RCC_OscInitTypeDef structure.
*/
RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV1;
RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;
if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
/** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
*/
RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
|RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
}
/* USER CODE BEGIN 4 */
/* USER CODE END 4 */
/**
* @brief This function is executed in case of error occurrence.
* @retval None
*/
void Error_Handler(void)
{
/* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
/* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
__disable_irq();
while (1)
{
}
/* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}
#ifdef USE_FULL_ASSERT
/**
* @brief Reports the name of the source file and the source line number
* where the assert_param error has occurred.
* @param file: pointer to the source file name
* @param line: assert_param error line source number
* @retval None
*/
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{
/* USER CODE BEGIN 6 */
/* User can add his own implementation to report the file name and line number,
ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d
", file, line) */
/* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */
风语者!平时喜欢研究各种技术,目前在从事后端开发工作,热爱生活、热爱工作。