STM32学习笔记(11_3)- 软件SPI读写W25Q64

2024-04-03 19:44

本文主要是介绍STM32学习笔记(11_3)- 软件SPI读写W25Q64,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

无人问津也好,技不如人也罢,都应静下心来,去做该做的事。

最近在学STM32,所以也开贴记录一下主要内容,省的过目即忘。视频教程为江科大(改名江协科技),网站jiangxiekeji.com

本期学习另一个通信协议SPI,和I2C差不多,都是实现主控芯片和各种外挂芯片之间的数据交流。学习流程也是一样,先学习SPI协议的软硬件规定。先用软件模拟的SPl,实现读写这个W25Q64 Flash存储器,之后再学习STM32中的SPI外设,再用硬件SPI实现一样的功能。

W25Q64是一个flash存储器芯片,内部可存8M,并且掉电不丢失。

I2C可以在消耗最低硬件资源的情况下,实现最多的功能,但是时序复杂,通信速度慢(标准模式下100KHz)。高位先行,只有在SCL高电平时才会读取SDA的电平。

SPI传输速度快,最大传输速率取决于芯片厂商的设计,比如W25Q64,手册里写的SPI时钟频率,最大可达80MHz;其次设计简单,没有I2C那么复杂;最后,硬件开销比较大,占用的通信线多。高位先行,数据位的输入和输出都是在SCK的上升沿或下降沿进行的。

在SPI中通常采用指令码加读写数据的模型,即SPI的通信流程是起始后+第一个字节(指令码里面的指令)+读/写指令。在SPI从机的芯片手册上,都会定义好对应的指令集。

本期主要使用软件SPI读写W25Q64。

程序现象

用四根SPI通信线把W25Q64和STM32连接,STM32操作引脚电平,实现SPI通信时序,进而实现读写存储器芯片的目的。

第一行显示ID号,MID是厂商ID,读出来是0xEF;DID是设备ID,读出来是0x4017。ID号是手册固定的,我们用SPI读取ID号,就可以进行最简单的测试了。第二行W是写的内容,是4个字节,0x01、02、03、04。第三行是读的内容,也是0x01、02、03、04。写入和读出的数据一样,说明测试没什么问题。

软件SPI读写W25Q64

接线图

因为是软件模拟SPI,所以CS、CLK、DO、DI这四根是可以接到任意的GPIO口。

图中CS是接到PA4,DO从机输出接到PA6,CLK接到PA5,DI从机输入接到PA7。当然这里是接在了硬件SPI对应的四个引脚上,这样软件SPI和硬件SPI就能切换时无需重新接线了。

初始化步骤

先新建一个MySPI模块,主要包含通信引脚封装、初始化以及SPI通信的三块拼图(起始、终止、交换一个字节);基于MySPI模块就可以再建一个W25Q64模块,调用SPI模块的三块拼图就能拼接各种指令和功能的完整时序。比如写使能、 擦除、页编程、 读数据等等,也叫驱动模块;最后在主函数里调用驱动函数来实现想要的功能即可。

1、MySPI模块的通信引脚封装、初始化

PA6为上拉输入,其他三个为推挽输出。

 

/*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0~0xFF* 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非0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
}
2、MySPI模块的SPI通信的三块拼图
/*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{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() == 1){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0MySPI_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
}

3、W25Q64模块

#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:MPU6050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
}

最后在main函数里调用以上函数即可。

硬件SPI读写W25Q64

这篇关于STM32学习笔记(11_3)- 软件SPI读写W25Q64的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/873807

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