SPI通信实验

本实验将使用 STM32F4 的 SPI 来读取外部 SPI FLASH 芯片（W25Q128），实现类似上次实验的功能。

1）配置相关引脚的复用功能，使能 SPI1 时钟。

使能 SPI1 时钟的方法为：

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SPI1, ENABLE);//使能 SPI1 时钟

复用 PB3,PB4,PB5 为 SPI1 引脚的方法为：

GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource3,GPIO_AF_SPI1); //PB3 复用为 SPI1 GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource4,GPIO_AF_SPI1); //PB4 复用为 SPI1 GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource5,GPIO_AF_SPI1); //PB5 复用为 SPI1

同时我们要设置相应的引脚模式为复用功能模式：

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//复用功能

2）初始化 SPI1,设置 SPI1 工作模式等。

这一步全部是通过 SPI1_CR1 来设置，我们设置 SPI1 为主机模式，设置数据格式为 8 位， 然后通过 CPOL 和 CPHA 位来设置 SCK 时钟极性及采样方式。并设置 SPI1 的时钟频率（最大 37.5Mhz），以及数据的格式（MSB 在前还是 LSB 在前）。

在库函数中初始化 SPI 的函数为：

void SPI_Init(SPI_TypeDef* SPIx, SPI_InitTypeDef* SPI_InitStruct);

 SPI_InitTypeDef 的定义：

typedef struct

{

uint16_t SPI_Direction;

uint16_t SPI_Mode;

uint16_t SPI_DataSize;

uint16_t SPI_CPOL;

uint16_t SPI_CPHA;

uint16_t SPI_NSS;

uint16_t SPI_BaudRatePrescaler;

uint16_t SPI_FirstBit;

uint16_t SPI_CRCPolynomial;

}SPI_InitTypeDef;

第一个参数 SPI_Direction 是用来设置 SPI 的通信方式，可以选择为半双工，全双工，以及串行 发和串行收方式，这里我们选择全双工模式 SPI_Direction_2Lines_FullDuplex。

第二个参数 SPI_Mode 用来设置 SPI 的主从模式，这里我们设置为主机模式 SPI_Mode_Master， 

第三个参数 SPI_DataSiz 为 8 位还是 16 位帧格式选择项，这里我们是 8 位传输，选择 SPI_DataSize_8b。

第四个参数 SPI_CPOL 用来设置时钟极性，我们设置串行同步时钟的空闲状态为高电平所以我 们选择 SPI_CPOL_High。

第五个参数 SPI_CPHA 用来设置时钟相位，也就是选择在串行同步时钟的第几个跳变沿（上升 或下降）数据被采样，可以为第一个或者第二个条边沿采集，这里我们选择第二个跳变沿，所以选择 SPI_CPHA_2Edge

第六个参数 SPI_NSS 设置 NSS 信号由硬件（NSS 管脚）还是软件控制，这里我们通过软件控 制 NSS 关键，而不是硬件自动控制，所以选择 SPI_NSS_Soft。

第七个参数 SPI_BaudRatePrescaler 很关键，就是设置 SPI 波特率预分频值也就是决定 SPI 的时 钟的参数，从 2 分频到 256 分频 8 个可选值，初始化的时候我们选择 256 分频值 SPI_BaudRatePrescaler_256, 传输速度为 84M/256=328.125KHz。

第八个参数 SPI_FirstBit 设置数据传输顺序是 MSB 位在前还是 LSB 位在前，这里我们选择SPI_FirstBit_MSB 高位在前。

第九个参数 SPI_CRCPolynomial 是用来设置 CRC 校验多项式，提高通信可靠性，大于 1 即可。

3）使能 SPI1。

这一步通过 SPI1_CR1 的 bit6 来设置，以启动 SPI1，在启动之后，我们就可以开始 SPI 通讯了。库函数使能 SPI1 的方法为：

SPI_Cmd(SPI1, ENABLE); //使能 SPI1外设

4）SPI 传输数据

通信接口当然需要有发送数据和接受数据的函数，固件库提供的发送数据函数原型为：

void SPI_I2S_SendData(SPI_TypeDef* SPIx, uint16_t Data)；

固件库提供的接受数据函数原型为：

uint16_t SPI_I2S_ReceiveData(SPI_TypeDef* SPIx) ；

5）查看 SPI 传输状态

在 SPI 传输过程中，我们经常要判断数据是否传输完成，发送区是否为空等等状态，这是通过函数 SPI_I2S_GetFlagStatus 实现的，判断发送是否完成的 方法是：

SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_RXNE)；

W25QXX_Read 函数，该函数用于从 W25Q128 的指定地址读 出指定长度的数据。

//读取 SPI FLASH 
//在指定地址开始读取指定长度的数据
//pBuffer:数据存储区
//ReadAddr:开始读取的地址(24bit)
//NumByteToRead:要读取的字节数(最大 65535)
void W25QXX_Read(u8* pBuffer,u32 ReadAddr,u16 NumByteToRead) 
{ 
u16 i; 
W25QXX_CS=0; //使能器件 
 SPI1_ReadWriteByte(W25X_ReadData); //发送读取命令 
 SPI1_ReadWriteByte((u8)((ReadAddr)>>16)); //发送 24bit 地址 
 SPI1_ReadWriteByte((u8)((ReadAddr)>>8)); 
 SPI1_ReadWriteByte((u8)ReadAddr); 
 for(i=0;i
{ 
 pBuffer[i]=SPI1_ReadWriteByte(0XFF); //循环读数 
 }
W25QXX_CS=1; 
}

由于 W25Q128 支持以任意地址（但是不能超过 W25Q128 的地址范围）开始读取数据，所以，在发送 24 位地址之后，程序就可以开始循环读数据了， 其地址会自动增加的，不过要注意，不能读的数据超过了 W25Q128 的地址范围哦！否则读出来的数据，就不是想要的数据了。

W25QXX_Write函数，这个函数比较长就不再展示，里简单介绍一下思路：先获得首地址（WriteAddr）所在的扇区，并计算在扇区内 的偏移，然后判断要写入的数据长度是否超过本扇区所剩下的长度，如果不超过，再先看看是 否要擦除，如果不要，则直接写入数据即可，如果要则读出整个扇区，在偏移处开始写入指定 长度的数据，然后擦除这个扇区，再一次性写入。当所需要写入的数据长度超过一个扇区的长 度的时候，我们先按照前面的步骤把扇区剩余部分写完，再在新扇区内执行同样的操作，如此 循环，直到写入结束。这里还定义了一个 W25QXX_BUFFER 的全局变量，用于擦除时缓 存扇区内的数据。

main函数

int main(void)
{ 
	u8 key;
	u16 i=0;
	u8 datatemp[SIZE];
	u32 FLASH_SIZE;
    u16 id = 0;
    
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置系统中断优先级分组2
	delay_init(168);     //初始化延时函数
	uart_init(115200);	//初始化串口波特率为115200
	LED_Init();					//初始化LED 
	KEY_Init(); 				//按键初始化  
	W25QXX_Init();			//W25QXX初始化
	while(1)
	{
		id = W25QXX_ReadID();
		if (id == W25Q128 || id == NM25Q128)
			break;
		printf("W25Q128 Check Failed!\r\n");
		delay_ms(500);
		printf("Please Check!\r\n");
		delay_ms(500);
		LED0=!LED0;		//DS0闪烁
	}
	printf("W25Q128 Ready!\r\n"); 
	FLASH_SIZE=16*1024*1024;	//FLASH 大小为16字节
	while(1)
	{
		key=KEY_Scan(0);
		if(key==KEY1_PRES)//KEY1按下,写入W25Q128
		{
 			printf("Start Write W25Q128....\r\n");
			W25QXX_Write((u8*)TEXT_Buffer,FLASH_SIZE-100,SIZE);		//从倒数第100个地址处开始,写入SIZE长度的数据
			printf("W25Q128 Write Finished!\r\n");	//提示传送完成
		}
		if(key==KEY0_PRES)//KEY0按下,读取字符串并显示
		{
 			printf("Start Read W25Q128.... \r\n");
			W25QXX_Read(datatemp,FLASH_SIZE-100,SIZE);					//从倒数第100个地址处开始,读出SIZE个字节
			printf("The Data Readed Is:   ");	//提示传送完成
			printf("%s\r\n",datatemp);					//显示读到的字符串
		} 
		i++;
		delay_ms(10);
		if(i==20)
		{
			LED0=!LED0;//提示系统正在运行	
			i=0;
		}		   
	}       
}

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