SPI
SPI介绍
SPI是串行外设接口(Serial Peripherallnterface)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总线包含四条总线：分别是SCK、MOSI、MISO、NSS（CS）。
MISO：主设备输入/从设备输出引脚。该引脚在从模式下发送数据，在主模式下接收数据。
MOSl：主设备输出/从设备输入引脚。该引脚在主模式下发送数据，在从模式下接收数据。
SCK：串口时钟，作为主设备的输出，从设备的输入。
NSS（CS）： 由主设备控制，用来选择指定的从设备进行通信。（当主设备想要读/写从设备时，它首先拉低从设备对应的NSS线）
SPI工作原理
SPI主从模式
SPI分为主、从两种模式，一个SPI通讯系统需要包含一个（且只能是一个）主设备，一个或多个从设备。提供时钟的为主设备（Master），接收时钟的设备为从设备（Slave），SPI接口的读写操作，都是由主设备发起。当存在多个从设备时，主设备通过从设备各自的片选信号（NSS）来选择从设备。
SPI主、从设备通讯接线
一个主设备和一个从设备
一个主设备和多个从设备
SPI数据传输
SPI主设备和从设备都有一个移位寄存器，主机可以通过向它的移位寄存器写入数据来发起一次SPI通讯。
主设备拉低对应从设备的NSS信号线。（选择从设备进行通信）
主设备发送时钟信号，从设备接收时钟信号。（告诉从设备开始进行SPI通讯）
数据交换
主设备(Master)将要发送的数据传输到发送缓存区(Menory)，当从设备收到主设备发送的时钟信号，并且在MOSI引脚上出现第一个数据位时，发送过程开始。余下的位被装进移位寄存器，通过MOSI信号线将字节一位一位的发送给从设备。同时主设备通过MISO引脚将数据一位一位的接收到移位寄存器，当数据接收完成时，将数据传输到接收缓冲区。
从设备同理，将自己发送缓冲区的数据通过移位寄存器和MISO一位一位发送给主设备，同时通过MOSI引脚将数据一位一位的接收到移位寄存器，当数据接收完成时，将数据传输到接收缓冲区。
SPI只有主模式和从模式之分，没有读和写的说法，数据的写操作和读操作是同步完成的。
如果只进行写操作，主机只需忽略接收到的字节
如果只进行读操作，只需发送一个空字节来获取SPI通讯的一个字节。
SPI工作模式
时钟极性（CPOL）
控制在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的第一个（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的第二个（偶数）边沿进行数据位采样，数据在第二个时钟边沿被锁存。
SPI模式
SPI模式 |
CPOL |
CPHA |
空闲时SCK时钟 |
采样边沿 |
采样时刻 |
模式0 |
0 |
0 |
低电平 |
上升沿 |
奇数边沿 |
模式1 |
0 |
1 |
低电平 |
下降沿 |
偶数边沿 |
模式2 |
1 |
0 |
高电平 |
下降沿 |
奇数边沿 |
模式3 |
1 |
1 |
高电平 |
上升沿 |
偶数边沿 |
模式0（常用）（CPOL = 0，CPHA = 0）
空闲时SCK时钟为低电平，采样时刻为第一个边沿即上升沿。如图所示，黄线进行采样
模式1（CPOL = 0，CPHA = 1）
空闲时SCK时钟为低电平，采样时刻为第二个边沿即下降沿。如图所示，黄线进行采样。
模式2（CPOL = 1，CPHA = 0）
空闲时SCK时钟为高电平，采样时刻为第一个边沿即下降沿。如图所示，黄线进行采样。
模式3（常用）（CPOL = 1，CPHA = 1）
空闲时SCK时钟为高电平，采样时刻为第二个边沿即上升沿。如图所示，黄线进行采样。
SPI相关寄存器介绍
寄存器 |
名称 |
作用 |
SPI_CR1 |
SPI控制寄存器 |
配置SPI工作参数 |
SPI_SR |
SPI状态寄存器 |
查询当前SPI传输状态（主要是位TXE、RXNE） |
SPI_DR |
SPI数据寄存器 |
存放待发送数据和接收数据，有两个缓冲区（TX/RX） |
STM32的hal库关于SPI的结构体
SPI_HandleTypeDef
句柄结构体。
typedef struct __SPI_HandleTypeDef
{
SPI_TypeDef *Instance; /* SPIx */
SPI_InitTypeDef Init; /* SPI初始化结构体：通信参数 */
} SPI_HandleTypeDef;SPI_InitTypeDef
SPI初始化结构体。
typedef struct
{
uint32_t Mode; /* SPI模式（主机模式。从机模式） */
uint32_t Direction; /* 工作方式（全双工方式、半双工、只读、只写） */
uint32_t DataSize; /* 数据格式（8bit、16bit） */
uint32_t CLKPolarity; /* 时钟极性（CPOL） */
uint32_t CLKPhase; /* 时钟相位（CPHA） */
uint32_t NSS; /* SS控制方式（软件） */
uint32_t BaudRatePrescaler; /* SPI波特率预分频值 */
uint32_t FirstBit; /* 数据传输顺序（MSB、LSB） */
uint32_t TIMode; /* 数据帧格式（Motorola、TI）*/
uint32_t CRCCalculation; /* 设置硬件CRC检验 */
uint32_t CRCPolynomial; /* 设置CRC检验多项式 */
} SPI_InitTypeDef;STM32的hal库关于SPI的函数
__HAL_RCC_SPI1_CLK_ENABLE()
使能SPI时钟。（使用STM32CubeMX会自动配置）
HAL_SPI_Init()
初始化SPI。（使用STM32CubeMX会自动配置）
HAL_SPI_MspInit()
初始化SPI相关引脚。（使用STM32CubeMX会自动配置）
HAL_SPI_Transmit()
SPI发送数据。
原型：
HAL_StatusTypeDef HAL_SPI_Transmit(SPI_HandleTypeDef *hspi, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout)
参数：
SPI_HandleTypeDef *hspi：SPI句柄
uint8_t *pData：发送数据的存储地址
uint16_t Size：发送的数据量大小
uint32_t Timeout：超时时间
实例：
uint8_t uint8_t data = 56;
HAL_SPI_TransmitReceive(&hspi1, &data, 1, 1000);
HAL_SPI_Receive()
SPI接收数据。
原型：
HAL_StatusTypeDef HAL_SPI_Receive(SPI_HandleTypeDef *hspi, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout)
参数：
SPI_HandleTypeDef *hspi：SPI句柄
uint8_t *pData：接收数据的存储地址
uint16_t Size：接收的数据量大小
uint32_t Timeout：超时时间
实例：
uint8_t uint8_t data;
HAL_SPI_TransmitReceive(&hspi1, &data, 1, 1000);
HAL_SPI_TransmitReceive()
SPI发送接收数据。
原型：
HAL_StatusTypeDef HAL_SPI_TransmitReceive(SPI_HandleTypeDef *hspi, uint8_t *pTxData, uint8_t *pRxData, uint16_t Size,uint32_t Timeout)
参数：
SPI_HandleTypeDef *hspi：SPI句柄
uint8_t *pTxData：发送数据的存储地址
uint8_t *pRxData：接收数据的存储地址
uint16_t Size：发送和接收的数据量大小
uint32_t Timeout：超时时间
实例：
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;
}
__HAL_SPI_ENABLE()
使能SPI外设。
__HAL_SPI_DISABLE()
失能SPI外设。
W25Q128
W25Q128介绍
W25Q128是华邦公司推出的一款SPI接口的NOR FIash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，靠擦除来写1。
支持SPI模式1。
数据格式：8bit，MSB。
W25Q128存储架构
一个W25Q128 = 256个块 = 256 * 16个扇区 = 256 * 16 *16个页 = 256 * 16 * 16 * 256个字节，即16777216字节，约16M字节，即寻址范围为0x00 ~ 0xFFFFFF。
16777216 -1 = 0xFFFFFF。
对Flash擦除时一般按扇区（4K = 4096字节）来进行擦除。
W25Q128状态寄存器
W25Q128一共有3个状态寄存器，它们的作用时跟踪芯片的状态。其中，状态寄存器1比较常用。
BUSY位
BUSY是状态寄存器中的只读位，当设备执行页程序、四页程序、扇区擦除、块擦除、芯片擦除、写状态寄存器或擦除/程序安全寄存器指令时，将其设置为1状态。 在此期间，器件将忽略除读取状态寄存器和擦除/程序挂起指令之外的其他指令。 当编程、擦除或写入状态/安全寄存器指令完成时，忙位将被清除为0状态，表示设备已准备好接受进一步的指令。
0：空闲
1：忙
WEL位
WEL是状态寄存器(S1)中的只读位，在执行写使能指令后被设置为1。 当设备被禁止写入时，WEL状态位被清除为0。 在上电时或在下列任何指令之后发生写禁用状态：写禁用、页程序、四页程序、扇区擦除、块擦除、芯片擦除、写状态寄存器、擦除安全寄存器和程序安全寄存器。
1：可以操作页、扇区、块
0：禁止写入
W25Q128常用指令
W25Q128有非常多的指令，在这里介绍几个常用的指令。
指令 |
名称 |
作用 |
0x06 |
写使能 |
写使能指令将状态寄存器中的WEL位设置为1 |
0x05 |
读SR1 |
读取状态寄存器指令允许读取8位状态寄存器的值 |
0x03 |
读数据 |
读取数据指令允许从存储器顺序读取一个或多个数据字节 |
0x02 |
页写 |
页写指令允许在指定地址写入小于256字节的指定长度的数据，在非0xFF处写入的数据会失败 |
0x20 |
扇区擦除 |
扇区擦除指令将指定扇区（4K字节）内的所有数据都擦除为0xFF。 |
0xC7 |
芯片擦除 |
芯片擦除指令将W25Q128的所有数据都擦除为0xFF。 |
0x90 |
读取芯片ID |
读取制造商/设备ID指令。 |
写使能（0x06）
写使能指令将状态寄存器中的WEL位设置为1。
必须在每个页写、扇区擦除、块擦除、芯片擦除和写状态寄存器指令之前进行写使能。
操作：拉低CS片选->发送指令0x06 ->拉高CS片选
读SR1（0x05）
读取状态寄存器指令允许读取8位状态寄存器的值。
操作：拉低CS片选 ->发送指令0x05 ->定义一个uint8_t数据接收SR1的返回值 ->拉高CS片选
读数据（0x03）
读取数据指令允许从存储器顺序读取一个或多个数据字节。
操作：拉低CS片选 -> 发送指令0x03 -> 发送24位地址 -> 读取数据 -> 拉高CS片选
页写（0x02）
页写指令允许在指定地址写入小于256字节的指定长度的数据，在非0xFF处写入的数据会失败。
操作：写使能 -> 拉低CS片选 -> 发送指令0x02 -> 发送24位地址 -> 写入数据 -> 拉高CS片选 -> 等待写入结束（即判断状态寄存器的BUSY位是否置0）
扇区擦除（0x20）
扇区擦除指令将指定扇区（4K字节）内的所有数据都擦除为0xFF。
操作：写使能 -> 等待空闲（即判断状态寄存器的BUSY位是否置0） -> 拉低CS片选 -> 发送指令0x20 -> 发送24位地址 -> 拉高CS片选 -> 等待扇区擦除完成（即判断状态寄存器的BUSY位是否置0）
芯片擦除（0xC7）
芯片擦除指令将W25Q128的所有数据都擦除为0xFF。
操作：写使能 -> 等待空闲（即判断状态寄存器的BUSY位是否置0） -> 拉低CS片选 -> 发送指令0xC7 -> 拉高CS片选 -> 等待芯片擦除完成（即判断状态寄存器的BUSY位是否置0）
读取W25Q128的芯片ID（0x90）
读取制造商/设备ID指令。
操作：拉低片选信号 -> 发送24位地址，地址为0xFFFFFF -> 定义一个uint16_t数据接收芯片ID -> 拉高片选信号
SPI实验（使用SPI通讯读写W25Q128模块）
W25Q128与STM32F103C8T6板子接线
在STM32F103C8T6的产品手册中找到板子上的SPI1的接口，
PA4作为SPI1的NSS，PA5作为SPI1的CLK，PA6作为SPI1的DO（MISO），PA7作为SPI1的DI（MOSI）。
3.3V <-> VCC
GND <-> GND
PA4 <-> CS
PA5 <-> CLK
PA6 <-> DO（MISO）
PA7 <-> DI（MOSI）
STM32CubeMX相关配置
配置SYS
配置RCC
配置GPIO
配置PA4为输出高电平，用来作为SPI主机的片选信号线（CS）。
配置串口信息（UART1）
配置SPI
LSB：全称为Least Significant Bit，在二进制数中意为最低有效位，一般来说，MSB位于二进制数的最左侧，LSB位于二进制数的最右侧。
MSB：全称为Most Significant Bit，在二进制数中属于最高有效位，MSB是最高加权位，与十进制数字中最左边的一位类似。
配置工程名称、工程路径
选择固件库
生成工程
使用MicroLIB库
main.c文件编写
/* 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 */
#define TEXT_SIZE 16
#define FLASH_WriteAddress 0x000000 //数据写入w25q128的地址，地址范围为0x000000 ~ 0xFFFFFF
#define FLASH_ReadAddress FLASH_WriteAddress
/* USER CODE END PD */
/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */
/* 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 */
//重写stdio.h文件中的prinft()里的fputc()函数
int fputc(int my_data,FILE *p)
{
unsigned char temp = my_data;
//改写后，使用printf()函数会将数据通过串口一发送出去
HAL_UART_Transmit(&huart1,&temp,1,0xffff); //0xfffff为最大超时时间
return my_data;
}
/* 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_USART1_UART_Init();
MX_SPI1_Init();
/* USER CODE BEGIN 2 */
/* w25q128初始化 */
w25q128_init();
/* 写入测试数据 */
sprintf((char *)datatemp, "hello jiangxiao");
w25q128_write(datatemp, FLASH_WriteAddress, TEXT_SIZE);
printf("数据写入完成！\r\n");
/* 读出测试数据 */
memset(datatemp, 0, TEXT_SIZE);
w25q128_read(datatemp, FLASH_ReadAddress, TEXT_SIZE);
printf("读出数据：%s\r\n", 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\r\n", file, line) */
/* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */
w25q128.c文件编写
向工程添加w25q128.c文件。
#include "w25q128.h"
#include "spi.h"
#include "stdio.h"
//w25q128初始化
void w25q128_init(void)
{
uint16_t flash_type;
spi1_read_write_byte(0xFF); /* 清除DR（数据寄存器）,写入一个0xFF */
W25Q128_CS(1); //拉高片选信号不进行SPI通信
flash_type = w25q128_read_id(); /* 读取FLASH ID. */
if (flash_type == W25Q128){
printf("检测到W25Q128芯片\r\n");
}
}
//等待W25Q128空闲
static void w25q128_wait_busy(void)
{
while ((w25q128_rd_sr1() & 0x01) == 1); /* 等待状态寄存器的BUSY位清空 */
}
//读取状态寄存器的值
uint8_t w25q128_rd_sr1(void)
{
uint8_t rec_data = 0;
W25Q128_CS(0);
spi1_read_write_byte(FLASH_ReadStatusReg1); // 写入指令0x05：读状态寄存器1
rec_data = spi1_read_write_byte(0xFF); //获取状态寄存器1的值
W25Q128_CS(1);
return rec_data;
}
//W25Q128写使能,即置位WEL为1
void w25q128_write_enable(void)
{
W25Q128_CS(0);
spi1_read_write_byte(FLASH_WriteEnable); /* 发送指令0x06：写使能 */
W25Q128_CS(1);
}
//发送24位地址
static void w25q128_send_address(uint32_t address) /*address：地址范围0~16777215字节，即寻址范围为0x00 ~ 0xFFFFFF */
{
spi1_read_write_byte((uint8_t)((address)>>16)); /* 发送 bit23 ~ bit16 地址 */
spi1_read_write_byte((uint8_t)((address)>>8)); /* 发送 bit15 ~ bit8 地址 */
spi1_read_write_byte((uint8_t)address); /* 发送 bit7 ~ bit0 地址 */
}
//擦除整个芯片
void w25q128_erase_chip(void)
{
w25q128_write_enable(); /* 写使能 */
w25q128_wait_busy(); /* 等待空闲 */
W25Q128_CS(0);
spi1_read_write_byte(FLASH_ChipErase); /* 发送指令0xC7：擦除整个芯片 */
W25Q128_CS(1);
w25q128_wait_busy(); /* 等待芯片擦除结束 */
}
//擦除一个扇区
void w25q128_erase_sector(uint32_t saddr) /* saddr：该参数是第几个扇区 */
{
saddr *= 4096; /* 一个扇区大小为4096字节 */
w25q128_write_enable(); /* 写使能 */
w25q128_wait_busy(); /* 等待空闲 */
W25Q128_CS(0);
spi1_read_write_byte(FLASH_SectorErase); /* 发送指令0x20：擦除指定扇区 */
w25q128_send_address(saddr); /* 发送擦除的扇区地址 */
W25Q128_CS(1);
w25q128_wait_busy(); /* 等待扇区擦除完成 */
}
//读取w25q128芯片ID
uint16_t w25q128_read_id(void)
{
uint16_t deviceid;
W25Q128_CS(0); //拉低片选信号进行SPI通信
spi1_read_write_byte(FLASH_ManufactDeviceID); /* 发送读取 ID 命令 */
/* 发送3个0 */
/*
spi1_read_write_byte(0);
spi1_read_write_byte(0);
spi1_read_write_byte(0);
*/
w25q128_send_address(0x000000);
deviceid = spi1_read_write_byte(0xFF) << 8; /* 读取高8位字节 */
deviceid |= spi1_read_write_byte(0xFF); /* 读取低8位字节 */
W25Q128_CS(1);
return deviceid;
}
/*
读取W25Q128的FLASH，在指定地址开始读取指定长度的数据
pubf：需要读取的数据
addr：指定的地址
datalen：指定的数据大小
*/
void w25q128_read(uint8_t *pbuf, uint32_t addr, uint16_t datalen)
{
uint16_t i;
W25Q128_CS(0);
spi1_read_write_byte(FLASH_ReadData); /* 发送指令0x03：读取数据 */
w25q128_send_address(addr); /* 发送需要读取的数据地址 */
for(i=0;i<datalen;i++)
{
pbuf[i] = spi1_read_write_byte(0XFF); /* 循环读取 */
}
W25Q128_CS(1);
}
/*
单页写，在指定地址写入小于256字节的指定长度的数据，在非0xFF处写入的数据会失败
pubf：需要写入的数据
addr：指定的地址
datalen：指定的数据大小
*/
static void w25q128_write_page(uint8_t *pbuf, uint32_t addr, uint16_t datalen)
{
uint16_t i;
w25q128_write_enable(); /* 写使能 */
W25Q128_CS(0);
spi1_read_write_byte(FLASH_PageProgram); /* 发送命令0x02：页写 */
w25q128_send_address(addr); /* 发送写入的页地址 */
for(i=0;i<datalen;i++)
{
spi1_read_write_byte(pbuf[i]); /* 循环写入 */
}
W25Q128_CS(1);
w25q128_wait_busy(); /* 等待写入结束 */
}
/*
多页写，在指定地址写入指定长度的数据，在非0xFF处写入的数据会失败
pubf：需要写入的数据
addr：指定的地址
datalen：指定的数据大小
*/
static void w25q128_write_nocheck(uint8_t *pbuf, uint32_t addr, uint16_t datalen)
{
uint16_t pageremain;
pageremain = 256 - addr % 256; /* 获取指定地址那页的剩余字节数 */
if (datalen <= pageremain) /* 指定地址那页的剩余字节数能装下指定数据大小 */
{
pageremain = datalen;
}
while (1)
{
/* 当指定地址那页的剩余字节数能装下指定数据大小时,一次性写完 */
/* 当指定数据大小比指定地址那页的剩余字节数要大时, 先写完指定地址那页的剩余字节, 然后根据剩余数据大小进行不同处理 */
w25q128_write_page(pbuf, addr, pageremain); //页写
if (datalen == pageremain) /* 写入结束了 */
{
break;
}
else /* datalen > pageremain */
{
pbuf += pageremain; /* pbuf指针地址偏移,前面已经写了pageremain字节 */
addr += pageremain; /* 写地址偏移,前面已经写了pageremain字节 */
datalen -= pageremain; /* 写入总长度减去已经写入了的字节数 */
if (datalen > 256) /* 剩余数据大小还大于一页 */
{
pageremain= 256; /* 一次写入256个字节，即一次写一页 */
}
else /* 剩余数据大小小于一页 */
{
pageremain= datalen; /* 一次性写完 */
}
}
}
}
/*
//写入W25Q128的FLASH，在指定地址开写入取指定长度的数据
pubf：需要写入的数据
addr：指定的地址
datalen：指定的数据大小
*/
uint8_t g_w25q128_buf[4096]; /* 扇区缓存 */
void w25q128_write(uint8_t *pbuf, uint32_t addr, uint16_t datalen)
{
uint32_t secpos;
uint16_t secoff;
uint16_t secremain;
uint16_t i;
uint8_t *w25q128_buf;
w25q128_buf = g_w25q128_buf;
secpos = addr / 4096; /* 获取指定地址在哪片扇区 */
secoff = addr % 4096; /* 指定数据在在扇区内的偏移数据大小 */
secremain = 4096 - secoff; /* 扇区剩余字节数 */
if (datalen <= secremain) /* 指定地址那片扇区的剩余字节数能装下指定数据大小 */
{
secremain = datalen;
}
while (1)
{
w25q128_read(w25q128_buf, secpos * 4096, 4096); /* 读出指定地址那片扇区的全部内容 */
for (i = 0; i < secremain; i++) /* 校验数据，防止数据出现非0xFF */
{
if (w25q128_buf[secoff + i] != 0xFF) //扇区数据有一个数据不是0xFF
{
break; /* 需要擦除, 直接退出for循环 */
}
}
if (i < secremain) /* 需要擦除 */
{
w25q128_erase_sector(secpos); /* 擦除这个扇区 */
for (i = 0; i < secremain; i++) /* 复制 */
{
w25q128_buf[i + secoff] = pbuf[i];
}
w25q128_write_nocheck(w25q128_buf, secpos * 4096, 4096); /* 写入整个扇区 */
}
else /* 写已经擦除了的,直接写入扇区剩余区间. */
{
w25q128_write_nocheck(pbuf, addr, secremain); /* 直接写扇区 */
}
if (datalen == secremain)
{
break; /* 写入结束了 */
}
else /* 写入未结束 */
{
secpos++; /* 扇区地址增1，新的一个扇区 */
secoff = 0; /* 偏移位置为0 */
pbuf += secremain; /* 指针偏移 */
addr += secremain; /* 写地址偏移 */
datalen -= secremain; /* 字节数递减 */
if (datalen > 4096)
{
secremain = 4096; /* 一次写入一个扇区 */
}
else
{
secremain = datalen;/* 一次性写完 */
}
}
}
}
w25q128.h文件编写
向工程添加w25q128.h文件。
#include "stdint.h"
/* W25Q128片选引脚定义 */
#define W25Q128_CS_GPIO_PORT GPIOA
#define W25Q128_CS_GPIO_PIN GPIO_PIN_4
/* W25Q128片选信号 */
#define W25Q128_CS(x) do{ x ? \
HAL_GPIO_WritePin(W25Q128_CS_GPIO_PORT, W25Q128_CS_GPIO_PIN, GPIO_PIN_SET) : \
HAL_GPIO_WritePin(W25Q128_CS_GPIO_PORT, W25Q128_CS_GPIO_PIN, GPIO_PIN_RESET); \
}while(0)
/* FLASH芯片列表 */
#define W25Q128 0XEF17 /* W25Q128 芯片ID */
/* 指令表 */
#define FLASH_WriteEnable 0x06
#define FLASH_ReadStatusReg1 0x05
#define FLASH_ReadData 0x03
#define FLASH_PageProgram 0x02
#define FLASH_SectorErase 0x20
#define FLASH_ChipErase 0xC7
#define FLASH_ManufactDeviceID 0x90
/* 静态函数 */
static void w25q128_wait_busy(void); //等待W25Q128空闲
static void w25q128_send_address(uint32_t address); //发送24位地址
static void w25q128_write_page(uint8_t *pbuf, uint32_t addr, uint16_t datalen); //单页写，在指定地址写入小于256字节的指定长度的数据，在非0xFF处写入的数据会失败
static void w25q128_write_nocheck(uint8_t *pbuf, uint32_t addr, uint16_t datalen); //多页写，在指定地址写入指定长度的数据，在非0xFF处写入的数据会失败
/* 普通函数 */
void w25q128_init(void); //w25q128初始化
uint16_t w25q128_read_id(void); //读取w25q128芯片ID
void w25q128_write_enable(void); //W25Q128写使能,即置位WEL为1
uint8_t w25q128_rd_sr1(void); //读取状态寄存器的值
void w25q128_erase_chip(void); //擦除整个芯片
void w25q128_erase_sector(uint32_t saddr); //擦除一个扇区
void w25q128_read(uint8_t *pbuf, uint32_t addr, uint16_t datalen); //读取W25Q128的FLASH，在指定地址开始读取指定长度的数据
void w25q128_write(uint8_t *pbuf, uint32_t addr, uint16_t datalen); //写入W25Q128的FLASH，在指定地址开写入取指定长度的数据
spi.c文件编写
/* 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; /* SPI句柄 */
/* 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; /* 设置SPI模式主机模式 */
hspi1.Init.Direction = SPI_DIRECTION_2LINES; /* 设置SPI工作方式：全双工 */
hspi1.Init.DataSize = SPI_DATASIZE_8BIT; /* 设置数据格式：8bit */
/* SPI模式1 */
hspi1.Init.CLKPolarity = SPI_POLARITY_LOW; /* 设置时钟极性：CPOL = 0 */
hspi1.Init.CLKPhase = SPI_PHASE_1EDGE; /* 设置时钟相位：CPHA = 1 */
hspi1.Init.NSS = SPI_NSS_SOFT; /* 设置片选方式：软件NSS */
hspi1.Init.BaudRatePrescaler = SPI_BAUDRATEPRESCALER_256; /* 设置SPI时钟波特率分频：256分频 */
hspi1.Init.FirstBit = SPI_FIRSTBIT_MSB; /* 设置数据大小端：MSB */
hspi1.Init.TIMode = SPI_TIMODE_DISABLE; /* 设置数据帧格式：Motolora */
hspi1.Init.CRCCalculation = SPI_CRCCALCULATION_DISABLE; /* 设置CRC校验：关闭CRC检验 */
hspi1.Init.CRCPolynomial = 10; /* 设置CRC校验多项式：1~65535 */
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 */
/*通过SPI1同时读写一个字节数据
主机只向从机进行写操作，调用此函数时忽略返回值
主机只向从机进行读操作，调用此函数时随便传入一个字符，尽量是0xFF
*/
uint8_t spi1_read_write_byte(uint8_t data)
{
uint8_t rec_data = 0;
HAL_SPI_TransmitReceive(&hspi1, &data, &rec_data, 1, 1000); //spi读写数据函数，参数2存放用来发送的数据，参数3存放用来接收的数据
return rec_data;
}
/* USER CODE END 1 */
spi.h文件编写
/* 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__ */
向STM32工程添加.c和.h文件
在创建好的STM32工程中找到Core的文件夹
向文件夹里添加新的xxx.c文件或xxx.h文件
在keil5中导入工程后，将这两个文件添加到工程列表中
