SPI
SPI 总线是一种串行通信协议,主要用于短距离通信。本文介绍 STM32 中 SPI 外设的配置和使用方法。
SPI通信
- SPI(Serial Peripheral Interface)是由Motorola公司开发的一种通用数据总线
- 四根通信线:SCK(Serial Clock)、MOSI(Master Output Slave Input)、MISO(Master Input Slave Output)、SS(Slave Select)
- 同步,全双工
- 支持总线挂载多设备(一主多从)
硬件电路
- 所有SPI设备的SCK、MOSI、MISO分别连在一起
- 主机另外引出多条SS控制线,分别接到各从机的SS引脚
- 输出引脚配置为推挽输出,输入引脚配置为浮空或上拉输入
移位示意图
SPI 通信的基本单位是一位数据的传输。每个 SPI 设备都有一个移位寄存器,用于存储要发送或接收的数据。
在通信过程中:
- 主机和从机的移位寄存器通过 MOSI 和 MISO 线相连
- 主机通过 SCK 时钟线同步数据传输
- 每个时钟周期:
- 主机通过 MOSI 线发送移位寄存器最高位的数据到从机
- 从机通过 MISO 线发送移位寄存器最高位的数据到主机
- 两端的移位寄存器同时左移一位
- 8 个时钟周期后完成一个字节的传输
这种移位机制保证了数据的同步传输,并实现了全双工通信。
SPI时序基本单元
起始/终止条件
- 起始条件:SS从高电平切换到低电平
- 终止条件:SS从低电平切换到高电平
交换一个字节
| 参数 | 全称 | 作用描述 | 取值 | 具体含义 |
|---|---|---|---|---|
| CPOL | 时钟极性(Clock Polarity) | 决定空闲时SCK线的电平状态 | 0 | SCK空闲为低电平 |
| 1 | SCK空闲为高电平 | |||
| CPHA | 时钟相位(Clock Phase) | 决定数据采样/移位发生在SCK哪个边沿 | 0 | 第一个时钟跳变沿采样数据(第一个边沿采样,第二个边沿移出) |
| 1 | 第一个时钟跳变沿移出数据(第一个边沿移出,第二个边沿采样) |
CPOL和CPHA的组合影响数据采样和发送的时序(共4种SPI模式)。
模式0
- CPOL=0:空闲状态时,SCK为低电平
- CPHA=0:SCK第一个边沿移入数据,第二个边沿移出数据
特点:
- 空闲时钟为低电平,第一个时钟跳变为上升沿
- 在第一个上升沿采样输入数据
- 在第二个下降沿更新输出数据
- 适用于大多数简单的SPI设备
模式1
- CPOL=0:空闲状态时,SCK为低电平
- CPHA=1:SCK第一个边沿移出数据,第二个边沿移入数据
特点:
- 空闲时钟为低电平,第一个时钟跳变为上升沿
- 在第一个上升沿更新输出数据
- 在第二个下降沿采样输入数据
- 给设备更多准备数据的时间
模式2
- CPOL=1:空闲状态时,SCK为高电平
- CPHA=0:SCK第一个边沿移入数据,第二个边沿移出数据
特点:
- 空闲时钟为高电平,第一个时钟跳变为下降沿
- 在第一个下降沿采样输入数据
- 在第二个上升沿更新输出数据
- 适用于某些高速设备
模式3
- CPOL=1:空闲状态时,SCK为高电平
- CPHA=1:SCK第一个边沿移出数据,第二个边沿移入数据
特点:
- 空闲时钟为高电平,第一个时钟跳变为下降沿
- 在第一个下降沿更新输出数据
- 在第二个上升沿采样输入数据
- 常用于高速或复杂的SPI设备
四种模式总览
四种模式 = CPOL(0/1)× CPHA(0/1)。主机与从机 必须一致,否则采样时刻对不上,读出的数据全错。
| 模式 | CPOL | CPHA | 空闲 SCK | 第 1 个边沿 | 第 2 个边沿 |
|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 低 | 采样(读 MISO/MOSI) | 更新(输出下一位) |
| 1 | 0 | 1 | 低 | 更新 | 采样 |
| 2 | 1 | 0 | 高 | 采样 | 更新 |
| 3 | 1 | 1 | 高 | 更新 | 采样 |
- CPOL:SCK 不传输时 保持的电平(0=低,1=高)。
- CPHA:每个 SCK 周期内,先采样还是先更新 下一位数据。
W25Q64、江协教程、STM32 默认配置均为模式 0。
标准库对应:
/* 模式 0 */
SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low;
SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_1Edge;
/* 模式 3 示例 */
SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High;
SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;模式 0 时序详解(重点)
模式 0 空闲 SCK 为 低;每个脉冲内 上升沿采样、下降沿更新:
空闲:SCK = 0
CS↓ 后:
SCK: ___/‾‾‾\___/‾‾‾\___
↑ ↑
采样输入 更新输出(准备下一位)
MOSI: ──X=======Y======= ← 主机发出的 bit
MISO: ──A=======B======= ← 从机回传的 bit江协 软件 SPI 与之一致:
MySPI_W_MOSI(位); /* 先把当前位放到 MOSI */
MySPI_W_SCK(1); /* 上升沿:采样 MISO */
MySPI_W_SCK(0); /* 下降沿:为下一位做准备 */模式 1 与模式 0 空闲电平相同,但 先更新、后采样(顺序相反)。模式 2/3 可理解为「空闲为高」的对应版本。
数据是怎么来的
硬件层:移位寄存器
SPI 传 1 字节 = 主机、从机各有一个 8 位移位寄存器,在 SCK 驱动下 同时移 8 位(通常 MSB 先行):
主机 TX 寄存器 ──MOSI──→ 从机 RX 寄存器
主机 RX 寄存器 ←─MISO── 从机 TX 寄存器- MOSI:电平由 主机 决定。
- MISO:电平由 当前 CS 选中的从机 决定。
SPI 是 全双工:每发出 1 bit,必然同时收到 1 bit;不存在「只发不收」——若只关心发送,接收侧可以丢弃。
主机侧:CPU 到 MOSI
| 方式 | 发送数据来源 | 接收数据去向 |
|---|---|---|
| 软件 SPI | SwapByte(0x9F) 的参数 | 函数返回值 |
| 硬件 SPI | SPI_I2S_SendData(SPI1, byte) | SPI_I2S_ReceiveData(SPI1) |
硬件 SPI 交换 1 字节流程:
1. CPU 写 DR(要发的字节)
2. 硬件按 SCK 从 DR 移出 bit → MOSI
3. 同时从 MISO 采 bit → 接收移位器
4. 8 个时钟后 RXNE=1,CPU 读 DR → 得到从机回传的字节SCK 由主机产生。只读 Flash 时,主机也必须不断发字节(常为 0xFF dummy)来 产生时钟,从机才能把数据送到 MISO。
从机侧(W25Q64):MISO 上的数据从哪来
以 读 JEDEC ID 为例:
CS↓
主机 MOSI: 0x9F 0xFF 0xFF 0xFF ← 命令 + dummy(只为打时钟)
从机 MISO: — 0xEF 0x40 0x17 ← 厂商 ID + 设备 ID
CS↑| 字节序 | 主机发(MOSI) | 从机回(MISO)来源 |
|---|---|---|
| 第 1 | 0x9F 读 ID 命令 | 从机解析中,多为无效位 |
| 第 2 | 0xFF dummy | Flash 送出 Manufacturer ID |
| 第 3 | 0xFF dummy | Device ID 高字节 |
| 第 4 | 0xFF dummy | Device ID 低字节 |
读存储数据(ReadData)同理:
主机: 0x03 Addr[23:0] 0xFF 0xFF 0xFF ...
从机: — — D0 D1 D2 ... ← 来自 Flash 该地址的存储单元前几个字节主机发 命令 + 地址;之后每个 dummy 字节产生 8 个 SCK,Flash 从内部 Nor 存储阵列 读出 1 字节经 MISO 送出,地址自动 +1。
写 Flash(PageProgram)时方向相反:
主机 MOSI: 0x02 Addr... Data0 Data1 ...
数据路径: MCU 数组 → MOSI → Flash 页缓冲 → 物理存储与教程代码的对应
uint8_t MySPI_SwapByte(uint8_t ByteSend)
{
/* ByteSend:CPU 变量/常量 → MOSI */
...
/* MISO 采样结果拼进 ByteReceive */
return ByteReceive; /* 从机在本字节 8 个时钟内送回的数据 */
}DataArray[i] = MySPI_SwapByte(W25Q64_DUMMY_BYTE);
/* 发 0xFF 仅产生时钟;返回值才是 Flash 读出的 DataArray[i] */常见误区
| 误区 | 正确理解 |
|---|---|
| 读 Flash「只收不发」 | 必须发 dummy,SCK 才有,MISO 才有有效数据 |
MOSI 发 0xFF 就是读到 0xFF | dummy 是占位;真实数据在 MISO / 返回值 |
| 模式 0 和 1 可随便选 | 采样边沿不同,选错则 ID、数据全错 |
| 只接 MOSI 就能读 MISO | 还需 SCK、CS、模式一致,且从机已被选中 |
SPI时序
发送指令
向SS指定的设备,发送指令(0x06)
指定地址写
向SS指定的设备,发送写指令(0x02),随后在指定地址(Address[23:0])下,写入指定数据(Data)
指定地址读
向SS指定的设备,发送读指令(0x03),随后在指定地址(Address[23:0])下,读取从机数据(Data)
W25Q64简介
- W25Qxx系列是一种低成本、小型化、使用简单的非易失性存储器,常应用于数据存储、字库存储、固件程序存储等场景
- 存储介质:Nor Flash(闪存)
- 时钟频率:80MHz / 160MHz (Dual SPI) / 320MHz (Quad SPI)
- 存储容量(24位地址):
- W25Q40: 4Mbit / 512KByte
- W25Q80: 8Mbit / 1MByte
- W25Q16: 16Mbit / 2MByte
- W25Q32: 32Mbit / 4MByte
- W25Q64: 64Mbit / 8MByte
- W25Q128: 128Mbit / 16MByte
- W25Q256: 256Mbit / 32MByte
硬件电路
| 引脚 | 功能 |
|---|---|
| VCC、GND | 电源(2.7~3.6V) |
| CS(SS) | SPI片选 |
| CLK(SCK) | SPI时钟 |
| DI(MOSI) | SPI主机输出从机输入 |
| DO(MISO) | SPI主机输入从机输出 |
| WP | 写保护 |
| HOLD | 数据保持 |
W25Q64框图
Flash操作注意事项
- 写入操作时:
- 写入操作前,必须先进行写使能
- 每个数据位只能由1改写为0,不能由0改写为1
- 写入数据前必须先擦除,擦除后,所有数据位变为1
- 擦除必须按最小擦除单元进行
- 连续写入多字节时,最多写入一页的数据,超过页尾位置的数据,会回到页首覆盖写入
- 写入操作结束后,芯片进入忙状态,不响应新的读写操作
- 读取操作时:
- 直接调用读取时序,无需使能,无需额外操作,没有页的限制,读取操作结束后不会进入忙状态,但不能在忙状态时读取
SPI外设简介
- STM32内部集成了硬件SPI收发电路,可以由硬件自动执行时钟生成、数据收发等功能,减轻CPU的负担
- 可配置8位/16位数据帧、高位先行/低位先行
- 时钟频率:,其中n=0,1,2,3,4,5,6,7
- 支持多主机模型、主或从操作
- 可精简为半双工/单工通信
- 支持DMA
- 兼容I2S协议
SPI框图
SPI初始化结构体
主模式全双工连续传输
非连续传输
软件/硬件波形对比
实例
软件SPI读写W25Q64
#ifndef __MYSPI_H
#define __MYSPI_H
void MySPI_Init(void);
void MySPI_Start(void);
void MySPI_Stop(void);
uint8_t MySPI_SwapByte(uint8_t ByteSend);
#endif#include "stm32f10x.h" // Device header
/*引脚配置层*/
/**
* 函 数:SPI写SS引脚电平
* 参 数:BitValue 协议层传入的当前需要写入SS的电平,范围0~1
* 返 回 值:无
* 注意事项:此函数需要用户实现内容,当BitValue为0时,需要置SS为低电平,当BitValue为1时,需要置SS为高电平
*/
void MySPI_W_SS(uint8_t BitValue)
{
GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_4, (BitAction)BitValue); //根据BitValue,设置SS引脚的电平
}
/**
* 函 数:SPI写SCK引脚电平
* 参 数:BitValue 协议层传入的当前需要写入SCK的电平,范围0~1
* 返 回 值:无
* 注意事项:此函数需要用户实现内容,当BitValue为0时,需要置SCK为低电平,当BitValue为1时,需要置SCK为高电平
*/
void MySPI_W_SCK(uint8_t BitValue)
{
GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_5, (BitAction)BitValue); //根据BitValue,设置SCK引脚的电平
}
/**
* 函 数:SPI写MOSI引脚电平
* 参 数:BitValue 协议层传入的当前需要写入MOSI的电平,范围0~1
* 返 回 值:无
* 注意事项:此函数需要用户实现内容,当BitValue为0时,需要置MOSI为低电平,当BitValue为1时,需要置MOSI为高电平
*/
void MySPI_W_MOSI(uint8_t BitValue)
{
GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_7, (BitAction)BitValue); //根据BitValue,设置MOSI引脚的电平,BitValue要实现非0即1的特性
}
/**
* 函 数:I2C读MISO引脚电平
* 参 数:无
* 返 回 值:协议层需要得到的当前MISO的电平,范围0~1
* 注意事项:此函数需要用户实现内容,当前MISO为低电平时,返回0,当前MISO为高电平时,返回1
*/
uint8_t MySPI_R_MISO(void)
{
return GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_6); //读取MISO电平并返回
}
/**
* 函 数:SPI初始化
* 参 数:无
* 返 回 值:无
* 注意事项:此函数需要用户实现内容,实现SS、SCK、MOSI和MISO引脚的初始化
*/
void MySPI_Init(void)
{
/*开启时钟*/
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //开启GPIOA的时钟
/*GPIO初始化*/
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_7;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //将PA4、PA5和PA7引脚初始化为推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //将PA6引脚初始化为上拉输入
/*设置默认电平*/
MySPI_W_SS(1); //SS默认高电平
MySPI_W_SCK(0); //SCK默认低电平
}
/*协议层*/
/**
* 函 数:SPI起始
* 参 数:无
* 返 回 值:无
*/
void MySPI_Start(void)
{
MySPI_W_SS(0); //拉低SS,开始时序
}
/**
* 函 数:SPI终止
* 参 数:无
* 返 回 值:无
*/
void MySPI_Stop(void)
{
MySPI_W_SS(1); //拉高SS,终止时序
}
/**
* 函 数:SPI交换传输一个字节,使用SPI模式0
* 参 数:ByteSend 要发送的一个字节
* 返 回 值:接收的一个字节
*/
uint8_t MySPI_SwapByte(uint8_t ByteSend)
{
uint8_t i, ByteReceive = 0x00; //定义接收的数据,并赋初值0x00,此处必须赋初值0x00,后面会用到
for (i = 0; i < 8; i ++) //循环8次,依次交换每一位数据
{
/*两个!可以对数据进行两次逻辑取反,作用是把非0值统一转换为1,即:!!(0) = 0,!!(非0) = 1*/
MySPI_W_MOSI(!!(ByteSend & (0x80 >> i))); //使用掩码的方式取出ByteSend的指定一位数据并写入到MOSI线
MySPI_W_SCK(1); //拉高SCK,上升沿移出数据
if (MySPI_R_MISO()){ByteReceive |= (0x80 >> i);} //读取MISO数据,并存储到Byte变量
//当MISO为1时,置变量指定位为1,当MISO为0时,不做处理,指定位为默认的初值0
MySPI_W_SCK(0); //拉低SCK,下降沿移入数据
}
return ByteReceive; //返回接收到的一个字节数据
}#ifndef __W25Q64_INS_H
#define __W25Q64_INS_H
#define W25Q64_WRITE_ENABLE 0x06
#define W25Q64_WRITE_DISABLE 0x04
#define W25Q64_READ_STATUS_REGISTER_1 0x05
#define W25Q64_READ_STATUS_REGISTER_2 0x35
#define W25Q64_WRITE_STATUS_REGISTER 0x01
#define W25Q64_PAGE_PROGRAM 0x02
#define W25Q64_QUAD_PAGE_PROGRAM 0x32
#define W25Q64_BLOCK_ERASE_64KB 0xD8
#define W25Q64_BLOCK_ERASE_32KB 0x52
#define W25Q64_SECTOR_ERASE_4KB 0x20
#define W25Q64_CHIP_ERASE 0xC7
#define W25Q64_ERASE_SUSPEND 0x75
#define W25Q64_ERASE_RESUME 0x7A
#define W25Q64_POWER_DOWN 0xB9
#define W25Q64_HIGH_PERFORMANCE_MODE 0xA3
#define W25Q64_CONTINUOUS_READ_MODE_RESET 0xFF
#define W25Q64_RELEASE_POWER_DOWN_HPM_DEVICE_ID 0xAB
#define W25Q64_MANUFACTURER_DEVICE_ID 0x90
#define W25Q64_READ_UNIQUE_ID 0x4B
#define W25Q64_JEDEC_ID 0x9F
#define W25Q64_READ_DATA 0x03
#define W25Q64_FAST_READ 0x0B
#define W25Q64_FAST_READ_DUAL_OUTPUT 0x3B
#define W25Q64_FAST_READ_DUAL_IO 0xBB
#define W25Q64_FAST_READ_QUAD_OUTPUT 0x6B
#define W25Q64_FAST_READ_QUAD_IO 0xEB
#define W25Q64_OCTAL_WORD_READ_QUAD_IO 0xE3
#define W25Q64_DUMMY_BYTE 0xFF
#endif#ifndef __W25Q64_H
#define __W25Q64_H
void W25Q64_Init(void);
void W25Q64_ReadID(uint8_t *MID, uint16_t *DID);
void W25Q64_PageProgram(uint32_t Address, uint8_t *DataArray, uint16_t Count);
void W25Q64_SectorErase(uint32_t Address);
void W25Q64_ReadData(uint32_t Address, uint8_t *DataArray, uint32_t Count);
#endif#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "MySPI.h"
#include "W25Q64_Ins.h"
/**
* 函 数:W25Q64初始化
* 参 数:无
* 返 回 值:无
*/
void W25Q64_Init(void)
{
MySPI_Init(); //先初始化底层的SPI
}
/**
* 函 数:W25Q64读取ID号
* 参 数:MID 工厂ID,使用输出参数的形式返回
* 参 数:DID 设备ID,使用输出参数的形式返回
* 返 回 值:无
*/
void W25Q64_ReadID(uint8_t *MID, uint16_t *DID)
{
MySPI_Start(); //SPI起始
MySPI_SwapByte(W25Q64_JEDEC_ID); //交换发送读取ID的指令
*MID = MySPI_SwapByte(W25Q64_DUMMY_BYTE); //交换接收MID,通过输出参数返回
*DID = MySPI_SwapByte(W25Q64_DUMMY_BYTE); //交换接收DID高8位
*DID <<= 8; //高8位移到高位
*DID |= MySPI_SwapByte(W25Q64_DUMMY_BYTE); //或上交换接收DID的低8位,通过输出参数返回
MySPI_Stop(); //SPI终止
}
/**
* 函 数:W25Q64写使能
* 参 数:无
* 返 回 值:无
*/
void W25Q64_WriteEnable(void)
{
MySPI_Start(); //SPI起始
MySPI_SwapByte(W25Q64_WRITE_ENABLE); //交换发送写使能的指令
MySPI_Stop(); //SPI终止
}
/**
* 函 数:W25Q64等待忙
* 参 数:无
* 返 回 值:无
*/
void W25Q64_WaitBusy(void)
{
uint32_t Timeout;
MySPI_Start(); //SPI起始
MySPI_SwapByte(W25Q64_READ_STATUS_REGISTER_1); //交换发送读状态寄存器1的指令
Timeout = 100000; //给定超时计数时间
while ((MySPI_SwapByte(W25Q64_DUMMY_BYTE) & 0x01) == 0x01) //循环等待忙标志位
{
Timeout --; //等待时,计数值自减
if (Timeout == 0) //自减到0后,等待超时
{
/*超时的错误处理代码,可以添加到此处*/
break; //跳出等待,不等了
}
}
MySPI_Stop(); //SPI终止
}
/**
* 函 数:W25Q64页编程
* 参 数:Address 页编程的起始地址,范围:0x000000~0x7FFFFF
* 参 数:DataArray 用于写入数据的数组
* 参 数:Count 要写入数据的数量,范围:0~256
* 返 回 值:无
* 注意事项:写入的地址范围不能跨页
*/
void W25Q64_PageProgram(uint32_t Address, uint8_t *DataArray, uint16_t Count)
{
uint16_t i;
W25Q64_WriteEnable(); //写使能
MySPI_Start(); //SPI起始
MySPI_SwapByte(W25Q64_PAGE_PROGRAM); //交换发送页编程的指令
MySPI_SwapByte(Address >> 16); //交换发送地址23~16位
MySPI_SwapByte(Address >> 8); //交换发送地址15~8位
MySPI_SwapByte(Address); //交换发送地址7~0位
for (i = 0; i < Count; i ++) //循环Count次
{
MySPI_SwapByte(DataArray[i]); //依次在起始地址后写入数据
}
MySPI_Stop(); //SPI终止
W25Q64_WaitBusy(); //等待忙
}
/**
* 函 数:W25Q64扇区擦除(4KB)
* 参 数:Address 指定扇区的地址,范围:0x000000~0x7FFFFF
* 返 回 值:无
*/
void W25Q64_SectorErase(uint32_t Address)
{
W25Q64_WriteEnable(); //写使能
MySPI_Start(); //SPI起始
MySPI_SwapByte(W25Q64_SECTOR_ERASE_4KB); //交换发送扇区擦除的指令
MySPI_SwapByte(Address >> 16); //交换发送地址23~16位
MySPI_SwapByte(Address >> 8); //交换发送地址15~8位
MySPI_SwapByte(Address); //交换发送地址7~0位
MySPI_Stop(); //SPI终止
W25Q64_WaitBusy(); //等待忙
}
/**
* 函 数:W25Q64读取数据
* 参 数:Address 读取数据的起始地址,范围:0x000000~0x7FFFFF
* 参 数:DataArray 用于接收读取数据的数组,通过输出参数返回
* 参 数:Count 要读取数据的数量,范围:0~0x800000
* 返 回 值:无
*/
void W25Q64_ReadData(uint32_t Address, uint8_t *DataArray, uint32_t Count)
{
uint32_t i;
MySPI_Start(); //SPI起始
MySPI_SwapByte(W25Q64_READ_DATA); //交换发送读取数据的指令
MySPI_SwapByte(Address >> 16); //交换发送地址23~16位
MySPI_SwapByte(Address >> 8); //交换发送地址15~8位
MySPI_SwapByte(Address); //交换发送地址7~0位
for (i = 0; i < Count; i ++) //循环Count次
{
DataArray[i] = MySPI_SwapByte(W25Q64_DUMMY_BYTE); //依次在起始地址后读取数据
}
MySPI_Stop(); //SPI终止
}#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "W25Q64.h"
uint8_t MID; //定义用于存放MID号的变量
uint16_t DID; //定义用于存放DID号的变量
uint8_t ArrayWrite[] = {0x01, 0x02, 0x03, 0x04}; //定义要写入数据的测试数组
uint8_t ArrayRead[4]; //定义要读取数据的测试数组
int main(void)
{
/*模块初始化*/
OLED_Init(); //OLED初始化
W25Q64_Init(); //W25Q64初始化
/*显示静态字符串*/
OLED_ShowString(1, 1, "MID: DID:");
OLED_ShowString(2, 1, "W:");
OLED_ShowString(3, 1, "R:");
/*显示ID号*/
W25Q64_ReadID(&MID, &DID); //获取W25Q64的ID号
OLED_ShowHexNum(1, 5, MID, 2); //显示MID
OLED_ShowHexNum(1, 12, DID, 4); //显示DID
/*W25Q64功能函数测试*/
W25Q64_SectorErase(0x000000); //扇区擦除
W25Q64_PageProgram(0x000000, ArrayWrite, 4); //将写入数据的测试数组写入到W25Q64中
W25Q64_ReadData(0x000000, ArrayRead, 4); //读取刚写入的测试数据到读取数据的测试数组中
/*显示数据*/
OLED_ShowHexNum(2, 3, ArrayWrite[0], 2); //显示写入数据的测试数组
OLED_ShowHexNum(2, 6, ArrayWrite[1], 2);
OLED_ShowHexNum(2, 9, ArrayWrite[2], 2);
OLED_ShowHexNum(2, 12, ArrayWrite[3], 2);
OLED_ShowHexNum(3, 3, ArrayRead[0], 2); //显示读取数据的测试数组
OLED_ShowHexNum(3, 6, ArrayRead[1], 2);
OLED_ShowHexNum(3, 9, ArrayRead[2], 2);
OLED_ShowHexNum(3, 12, ArrayRead[3], 2);
while (1)
{
}
}硬件SPI读写W25Q64
#ifndef __MYSPI_H
#define __MYSPI_H
void MySPI_Init(void);
void MySPI_Start(void);
void MySPI_Stop(void);
uint8_t MySPI_SwapByte(uint8_t ByteSend);
#endif
#include "stm32f10x.h" // Device header
/**
* 函 数:SPI写SS引脚电平,SS仍由软件模拟
* 参 数:BitValue 协议层传入的当前需要写入SS的电平,范围0~1
* 返 回 值:无
* 注意事项:此函数需要用户实现内容,当BitValue为0时,需要置SS为低电平,当BitValue为1时,需要置SS为高电平
*/
void MySPI_W_SS(uint8_t BitValue)
{
GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_4, (BitAction)BitValue); //根据BitValue,设置SS引脚的电平
}
/**
* 函 数:SPI初始化
* 参 数:无
* 返 回 值:无
*/
void MySPI_Init(void)
{
/*开启时钟*/
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //开启GPIOA的时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SPI1, ENABLE); //开启SPI1的时钟
/*GPIO初始化*/
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //将PA4引脚初始化为推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_7;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //将PA5和PA7引脚初始化为复用推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //将PA6引脚初始化为上拉输入
/*SPI初始化*/
SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure; //定义结构体变量
SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master; //模式,选择为SPI主模式
SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex; //方向,选择2线全双工
SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b; //数据宽度,选择为8位
SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB; //先行位,选择高位先行
SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_128; //波特率分频,选择128分频
SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low; //SPI极性,选择低极性
SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_1Edge; //SPI相位,选择第一个时钟边沿采样,极性和相位决定选择SPI模式0
SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft; //NSS,选择由软件控制
SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7; //CRC多项式,暂时用不到,给默认值7
SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure); //将结构体变量交给SPI_Init,配置SPI1
/*SPI使能*/
SPI_Cmd(SPI1, ENABLE); //使能SPI1,开始运行
/*设置默认电平*/
MySPI_W_SS(1); //SS默认高电平
}
/**
* 函 数:SPI起始
* 参 数:无
* 返 回 值:无
*/
void MySPI_Start(void)
{
MySPI_W_SS(0); //拉低SS,开始时序
}
/**
* 函 数:SPI终止
* 参 数:无
* 返 回 值:无
*/
void MySPI_Stop(void)
{
MySPI_W_SS(1); //拉高SS,终止时序
}
/**
* 函 数:SPI交换传输一个字节,使用SPI模式0
* 参 数:ByteSend 要发送的一个字节
* 返 回 值:接收的一个字节
*/
uint8_t MySPI_SwapByte(uint8_t ByteSend)
{
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_TXE) != SET); //等待发送数据寄存器空
SPI_I2S_SendData(SPI1, ByteSend); //写入数据到发送数据寄存器,开始产生时序
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_RXNE) != SET); //等待接收数据寄存器非空
return SPI_I2S_ReceiveData(SPI1); //读取接收到的数据并返回
}#ifndef __W25Q64_H
#define __W25Q64_H
void W25Q64_Init(void);
void W25Q64_ReadID(uint8_t *MID, uint16_t *DID);
void W25Q64_PageProgram(uint32_t Address, uint8_t *DataArray, uint16_t Count);
void W25Q64_SectorErase(uint32_t Address);
void W25Q64_ReadData(uint32_t Address, uint8_t *DataArray, uint32_t Count);
#endif#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "MySPI.h"
#include "W25Q64_Ins.h"
/**
* 函 数:W25Q64初始化
* 参 数:无
* 返 回 值:无
*/
void W25Q64_Init(void)
{
MySPI_Init(); //先初始化底层的SPI
}
/**
* 函 数:W25Q64读取ID号
* 参 数:MID 工厂ID,使用输出参数的形式返回
* 参 数:DID 设备ID,使用输出参数的形式返回
* 返 回 值:无
*/
void W25Q64_ReadID(uint8_t *MID, uint16_t *DID)
{
MySPI_Start(); //SPI起始
MySPI_SwapByte(W25Q64_JEDEC_ID); //交换发送读取ID的指令
*MID = MySPI_SwapByte(W25Q64_DUMMY_BYTE); //交换接收MID,通过输出参数返回
*DID = MySPI_SwapByte(W25Q64_DUMMY_BYTE); //交换接收DID高8位
*DID <<= 8; //高8位移到高位
*DID |= MySPI_SwapByte(W25Q64_DUMMY_BYTE); //或上交换接收DID的低8位,通过输出参数返回
MySPI_Stop(); //SPI终止
}
/**
* 函 数:W25Q64写使能
* 参 数:无
* 返 回 值:无
*/
void W25Q64_WriteEnable(void)
{
MySPI_Start(); //SPI起始
MySPI_SwapByte(W25Q64_WRITE_ENABLE); //交换发送写使能的指令
MySPI_Stop(); //SPI终止
}
/**
* 函 数:W25Q64等待忙
* 参 数:无
* 返 回 值:无
*/
void W25Q64_WaitBusy(void)
{
uint32_t Timeout;
MySPI_Start(); //SPI起始
MySPI_SwapByte(W25Q64_READ_STATUS_REGISTER_1); //交换发送读状态寄存器1的指令
Timeout = 100000; //给定超时计数时间
while ((MySPI_SwapByte(W25Q64_DUMMY_BYTE) & 0x01) == 0x01) //循环等待忙标志位
{
Timeout --; //等待时,计数值自减
if (Timeout == 0) //自减到0后,等待超时
{
/*超时的错误处理代码,可以添加到此处*/
break; //跳出等待,不等了
}
}
MySPI_Stop(); //SPI终止
}
/**
* 函 数:W25Q64页编程
* 参 数:Address 页编程的起始地址,范围:0x000000~0x7FFFFF
* 参 数:DataArray 用于写入数据的数组
* 参 数:Count 要写入数据的数量,范围:0~256
* 返 回 值:无
* 注意事项:写入的地址范围不能跨页
*/
void W25Q64_PageProgram(uint32_t Address, uint8_t *DataArray, uint16_t Count)
{
uint16_t i;
W25Q64_WriteEnable(); //写使能
MySPI_Start(); //SPI起始
MySPI_SwapByte(W25Q64_PAGE_PROGRAM); //交换发送页编程的指令
MySPI_SwapByte(Address >> 16); //交换发送地址23~16位
MySPI_SwapByte(Address >> 8); //交换发送地址15~8位
MySPI_SwapByte(Address); //交换发送地址7~0位
for (i = 0; i < Count; i ++) //循环Count次
{
MySPI_SwapByte(DataArray[i]); //依次在起始地址后写入数据
}
MySPI_Stop(); //SPI终止
W25Q64_WaitBusy(); //等待忙
}
/**
* 函 数:W25Q64扇区擦除(4KB)
* 参 数:Address 指定扇区的地址,范围:0x000000~0x7FFFFF
* 返 回 值:无
*/
void W25Q64_SectorErase(uint32_t Address)
{
W25Q64_WriteEnable(); //写使能
MySPI_Start(); //SPI起始
MySPI_SwapByte(W25Q64_SECTOR_ERASE_4KB); //交换发送扇区擦除的指令
MySPI_SwapByte(Address >> 16); //交换发送地址23~16位
MySPI_SwapByte(Address >> 8); //交换发送地址15~8位
MySPI_SwapByte(Address); //交换发送地址7~0位
MySPI_Stop(); //SPI终止
W25Q64_WaitBusy(); //等待忙
}
/**
* 函 数:W25Q64读取数据
* 参 数:Address 读取数据的起始地址,范围:0x000000~0x7FFFFF
* 参 数:DataArray 用于接收读取数据的数组,通过输出参数返回
* 参 数:Count 要读取数据的数量,范围:0~0x800000
* 返 回 值:无
*/
void W25Q64_ReadData(uint32_t Address, uint8_t *DataArray, uint32_t Count)
{
uint32_t i;
MySPI_Start(); //SPI起始
MySPI_SwapByte(W25Q64_READ_DATA); //交换发送读取数据的指令
MySPI_SwapByte(Address >> 16); //交换发送地址23~16位
MySPI_SwapByte(Address >> 8); //交换发送地址15~8位
MySPI_SwapByte(Address); //交换发送地址7~0位
for (i = 0; i < Count; i ++) //循环Count次
{
DataArray[i] = MySPI_SwapByte(W25Q64_DUMMY_BYTE); //依次在起始地址后读取数据
}
MySPI_Stop(); //SPI终止
}#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "W25Q64.h"
uint8_t MID; //定义用于存放MID号的变量
uint16_t DID; //定义用于存放DID号的变量
uint8_t ArrayWrite[] = {0x01, 0x02, 0x03, 0x04}; //定义要写入数据的测试数组
uint8_t ArrayRead[4]; //定义要读取数据的测试数组
int main(void)
{
/*模块初始化*/
OLED_Init(); //OLED初始化
W25Q64_Init(); //W25Q64初始化
/*显示静态字符串*/
OLED_ShowString(1, 1, "MID: DID:");
OLED_ShowString(2, 1, "W:");
OLED_ShowString(3, 1, "R:");
/*显示ID号*/
W25Q64_ReadID(&MID, &DID); //获取W25Q64的ID号
OLED_ShowHexNum(1, 5, MID, 2); //显示MID
OLED_ShowHexNum(1, 12, DID, 4); //显示DID
/*W25Q64功能函数测试*/
W25Q64_SectorErase(0x000000); //扇区擦除
W25Q64_PageProgram(0x000000, ArrayWrite, 4); //将写入数据的测试数组写入到W25Q64中
W25Q64_ReadData(0x000000, ArrayRead, 4); //读取刚写入的测试数据到读取数据的测试数组中
/*显示数据*/
OLED_ShowHexNum(2, 3, ArrayWrite[0], 2); //显示写入数据的测试数组
OLED_ShowHexNum(2, 6, ArrayWrite[1], 2);
OLED_ShowHexNum(2, 9, ArrayWrite[2], 2);
OLED_ShowHexNum(2, 12, ArrayWrite[3], 2);
OLED_ShowHexNum(3, 3, ArrayRead[0], 2); //显示读取数据的测试数组
OLED_ShowHexNum(3, 6, ArrayRead[1], 2);
OLED_ShowHexNum(3, 9, ArrayRead[2], 2);
OLED_ShowHexNum(3, 12, ArrayRead[3], 2);
while (1)
{
}
}