一、SPI通信
0.IIC与SPI的优缺点
https://blog.csdn.net/weixin_44575952/article/details/124182011
1.SPI介绍
同步(有时钟线),高速,全双工(数据发送和数据接收各占一条线)
1)SCK:时钟线-->SCLK,CLK,CK--->等价于IIC的SCK
2)MOSI(主机输出从机接收),MISO(主机接收从机输出):DO(Data Output),DI(Data Input)--->等价于IIC的SDA
3)SS(片选):NSS(Not Slave Select)-->低电平有效,CS(Chip Select)-->专门进行主机和该指定从机的通信线路(可能不只一条)
4)SPI只接受:一主多从
5)SPI没有应答数据
DO,DI的区别
先确定芯片的身份(主机/从机)
2.硬件电路
1)SCK是主机控制,SCK是主机输出,SCK是从机接收
2)MOSI(主机输出从机接收)
3)MISO(主机接收从机输出)
4)SS:从机选择线(低电平有效)
3.移位示意图
SPI的数据收发:基于字节交换
如果单纯想要接收或者发送—---则将接收或者发送的数据自动屏蔽掉即可
只发送,只接收,既发送既接收
4.SPI时序基本单元
1.起始条件
SS低电平有效,通信时间段内一直保持低电平
起始条件:SS从高电平切换到低电平
2.终止条件
终止条件:SS从低电平切换到高电平
3.交换一个字节(模式1)
模式1:第一个边沿放数据,也可以描述成高电平放数据,第二个边沿采集数据,也可以描述成低电平采集数据(采集数据时数据不能更改)
下降沿采样(将数据读入寄存器中)
4.交换一个字节(模式3)
与模式1的区别:SCK极性取反(CPOL=1)
5.交换一个字节(模式0)
相比于模式1,数据输出快了半个时钟
上升沿采样(将数据读入寄存器中)
6.交换一个字节(模式2)
与模式0的区别:SCK极性取反(CPOL=1)
7.注意点:
1)CPOL:用于设置极性(1表示高电平有效,0表示低电平有效)
2)CPHA:不是用于决定上升沿读取还是下降沿读取,而是决定第几个周期进行采样。
3)一般如果我们想要接收数据&读取数据,则我们可以随便写入&读出一个值即可,其他不用理会。(我们一般发送0xff或者0x00)
5.SPI时序
1.发送指令
使用模式0(在时序开始前存放数据,在上升沿读取数据)
发送0x06(芯片公司自己定义)--->W25Q64是写使能
接收到0xff不需要看(因为我们目的是主机发送给从机,所以从机传输的数据是什么无所谓)
2.指定地址写
1)向SS指定的设备,发送写指令(0x02),
2)随后在指定地址(Address[23:0])下,写入指定数据(Data)
由此图可知要在地址为:0x123456下写入0x55这个数据
3.指定地址读
1)向SS指定的设备,发送读指令(0x03),
2)随后在指定地址(Address[23:0])下,读取从机数据(Data)
二、单片机中用到的存储器
1.物理层存储器
1)磁存储原理:磁带,软盘,机械硬盘(磁盘)
2)光刻存储:DVD
3)半导体存储:EEPROM,NandFlash,NorFlash
2.Nand和Nor的差异
(1)Nand容量大,价格低,需要按块访问(不能按字节访问),需要专用时序接口访问(不能直接接到地址总线上)
(2)Nor容量小,价格高,按块擦和写、按字节读,需要专用时序接口访问
3.单片机系统常用存储解决方案
(1)单片机自身代码:存储在内部Flash中,本质是NorFlash
(2)存少量掉电不丢失数据,用EEPROM(一般都是比较小)--》IIC通信(速度较慢),典型24C02
(2)存中容量掉电不丢失数据,用SPINorFlash(使用SPI是为了减少引脚)--》SPI通信(速度比IIC快),一般64k-32MB范围
(3)存大容量掉电不丢失数据,用SPINandFlash,一般32MB-1GB范围
(4)要便于插拔和扩展,用TF/SD卡,U盘等,一般容量在GB级别。
(5)现在还有新型的SDNand,就是芯片封装的SD卡,容量在nMB-1GB级别。
(6)更大容量板载存储,用eMMC芯片,一般容量4GB-256GB级别
(7)STM32内部Flash可以开放给程序用,存储少量掉电不丢失数据。
4、存储器总结
(1)多种可用,根据产品特点和需求选择,重点考虑:性价比、容量、寿命、速度、可靠性等因素,大多数行业都有选型惯例。
(2)程序员不必过多关心内部存储颗粒特性,更多关心编程接口即可。
三、W25Q64
1.W25Q64简介
1)AT24C存储容量是KB级别的,W25Q64是MB级别
2)存储容量:24位地址
2.硬件电路
3、W25Q64框图
1)W25Q64使用的存储空间是8MB(实际上可以使用16MB)-->所以地址从:0x00 00 00到0x7f ff ff
2)存储空间的划分:先划分为若干块,在划分为若干扇区,最后划分为若干页
1.分为Block
将8MB/128Block分为64KB(每一个大小为64KB,0-127)
2.分为Sector
将64KB/16分为4KB
3.分为page
将4K/25bit分为16bit
4.其他部分
SPI控制器,状态寄存器,数据缓存区
5.Flash操作注意事项
四、SPIFlash(W25Q64)数据手册解读
1、主要SPIFlash厂家
(1)SPIFlash本质:SPI接口芯片+内部存储颗粒(Nand,Nor)
(2)台湾:Winbond华邦(W开头)、MXIC旺宏(M开头)
(3)国内:GD兆易创新(GD开头)