STM32HAL库学习笔记八——SPI通信_hal库 spi

HAL库快速部署SPI通信

本文主要记录如何使用STMCubeMX快速部署SPI通信。

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SPI简介

SPI是一种串行同步高速的全双工通信方式。

SPI的物理层一般由四条数据线组成：片选信号线CS/NSS，时钟信号线SCK，主写从读信号线MOSI，主读从写信号线MISO。

SPI的协议层主要包括起始信号、停止信号、数据有效性、通信模式四个部分。
与I2C通信不同，SPI的起始停止信号由片选信号线控制，而I2C由时钟线为高电平时数据线电平的变化来控制。
数据有效性部分，SPI在时钟信号电平变化时，即上升沿或者下降沿进行数据的触发（数据变化）或者采样（认定此时数据有效），前一个边沿触发，后一个边沿就进行采样，具体采样和触发谁先谁后要依据通信模式的配置；I2C相对要简单一些，在时钟线为高电平时数据有效，在低电平时进行数据电平变换。
对于通信模式，引入CPOL和CPHA的概念，CPOL和CPHA分别被称为时钟极性和时钟相位，CPOL为0表示SPI通信未开始时SCK时钟信号为低电平，为1则是高电平；CPHA为0表示数据采样时刻是SCK的奇数边沿，为1则是SCK的偶数边沿。
CPOL与CPHA两两组合形成4种模式，对于FLASH芯片支持模式0和模式3，即CPOL和CPHA都为0或者都为1的模式。这样一来，模式0就表示片选信号触发通信开始后，时钟线第一个上升沿进行数据采样，之后的下降沿数据触发，第二个上升沿再采样，依次类推。

而SPI没有应答信号的设置，也不需要在通信前先发送从机地址查找从机，用片选信号线就能解决。由于SPI是全双工通信，因此也不需要设置读写位。

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FLASH简介

FLASH 存储器又称闪存，它与 EEPROM 都是掉电后数据不丢失的存储器，但 FLASH存储器容量遍大于 EEPROM，现在基本取代了它的地位。我们生活中常用的 U 盘、SD卡、SSD 固态硬盘以及我们 STM32 芯片内部用于存储程序的设备，都是 FLASH 类型的存储器。在存储控制上，最主要的区别是 FLASH 芯片只能一大片一大片地擦写，而 EEPROM 可以单个字节擦写。

STM32f103VET6单片机使用的是型号为W25Q64的FLASH芯片，是一种使用 SPI 通讯协议的 NOR FLASH存储器（NOR Flash是一种非易失闪存技术，是Intel在1988年创建。是市场上两种主要的非易失闪存技术之一），存储容量64Mbit，即8MBytes。它的CS/CLK/DIO/DO 引 脚 分 别 连 接 到 了 STM32 对 应 的 SPI 引 脚NSS/SCK/MOSI/MISO 上，其中 STM32 的 NSS 引脚是一个普通的 GPIO，不是 SPI 的专用NSS 引脚，所以程序中我们要使用软件控制片选信号，对于STM32f103VET6单片机片选信号由PC0引脚控制。

FLASH芯片在接收到主机发来的信号时会解析信号内容，根据指令表执行不同的命令。
本次实验用到的W25Q64指令表如下（详细的可以查阅W25Q64芯片手册获取相关信息）：

HAL库配置读写串行FLASH

一、CubeMX配置

1.新建工程，常规配置调试模式、时钟树、项目环境；
2.选择PB0、PB5、PC0配置为GPIO_Out，初始为高电平，PC0为片选信号；
3.选择SPI1，配置模式为全双工主模式，硬件片选关闭，软件片选打开，选择数据大小，MSB/LSB模式。
值得注意的是，分频系数选择4，虽然SPI1的最大波特率能取到36MBits/s，但这里是被限制了。

4.配置好USART1用于串口调试。
5.GENERATE CODE

二、手写代码

1.宏定义与全局变量

#define CS_enable HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_0,GPIO_PIN_RESET)		//片选信号使能
#define CS_disable HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_0,GPIO_PIN_SET)		//片选信号失能

/***FLASH指令集***/
#define W25X_WriteEnable 0x06
#define W25X_WriteDisable 0x04
#define W25X_ReadStatusReg 0x05
#define W25X_WriteStatusReg 0x01
#define W25X_ReadData 0x03
#define W25X_PageProgram 0x02
#define W25X_SectorErase 0x20
#define W25X_ManufactDeviceID 0x90

uint8_t devid[2];
uint8_t sendbuf[8] = {
   1,36,4,7,8,
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