SPI 是什么?
SPI 包含 4 条总线,分别为SS、SCK、MOSI、MISO。它们的作用介绍如下 :
- MISO – Master Input Slave Output,主设备数据输入,从设备数据输出
- MOSI – Master Output Slave Input,主设备数据输出,从设备数据输入
- SCK – Serial Clock,时钟信号,由主设备产生
- CS – Chip Select,片选信号,由主设备控制,拉低就选中
SPI1_NSS和CS实际上是同一个概念的不同表述,在SPI(Serial Peripheral Interface)接口中,它们均指代“Chip Select”或“Slave Select”信号,有时候也称为NSS(Not Slave Select)。在SPI通信协议中,NSS/CS信号的作用是用来选择与主设备进行数据传输的从设备。
具体来说,当SPI系统中有多个从设备时,每一个从设备都会连接到一个独立的NSS/CS信号线上。SPI主设备通过控制这些NSS/CS线上的电平变化来选择与哪个从设备进行通信:
- 当NSS/CS信号线被主设备拉低(置为低电平)时,相应的从设备会被选中并进入工作状态,准备接收或发送数据;
- 当NSS/CS信号线被主设备释放回到高电平时,所选中的从设备停止数据传输,并退出活动状态。
SPI 工作原理
SPI工作模式
时钟极性(CPOL):
没有数据传输时 时钟线的空闲状态电平
- 0:SCK (CLK) 在空闲状态保持低电平
- 1:SCK (CLK) 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 (CLK) 的第一(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 (CLK) 的第二(偶数)边沿进行数据位采样,数据在第二个时钟边沿被锁存
根据CPOL和CPHA的取值组合,共有4种工作模式:
其中:模式 0 和 模式 3 最常用
模式 0 时序图:
模式3 时序图:
W25Q128
STM32单片机初学8-SPI flash(W25Q128)数据读写_w25q128如何读取一个字节-CSDN博客
W25Q128 是华邦公司推出的一款 SPI 接口的 NOR Flash 芯片,其存储空间为 128 Mbit,相当于 16M 字节: (1Byte = 8Bit)
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 的物理特性:只能写 0 ,不能写 1 ,写 1 靠擦除。
W25Q128 存储架构(地址24位)256*16*16*256-1=FFFFFF
上图从左到右分别是:块 --> 扇区 --> 页 --> 字节(一般按扇区(4k)进行擦除)
W25Q128 常用指令
W25Q128 全部指令非常多,但常用的如下几个指令:
写使能 (06H)
执行页写,扇区擦除,块擦除,片擦除,写状态寄存器等指令前,需要写使能。
拉低CS片选 → 发送06H → 拉高CS片选
读状态寄存器(05H)
拉低CS片选 → 发送05H→ 返回SR1的值 → 拉高CS片选
读时序(03H)
拉低CS片选 → 发送03H→ 发送24位地址 → 读取数据(1~n) → 拉高CS片选
页写时序 (02H)
页写命令最多可以向FLASH传输256个字节的数据。
拉低CS片选 → 发送02H→ 发送24位地址 → 发送数据(1~n) → 拉高CS片选
扇区擦除时序(20H)
写入数据前,检查内存空间是否全部都是 0XFF ,不满足需擦除。
拉低CS片选 → 发送20H→ 发送24位地址 → 拉高CS片选
W25Q128 状态寄存器
W25Q128 一共有 3 个状态寄存器,它们的作用是跟踪芯片的状态。
其中,状态寄存器 1 较为常用:
- BUSY:指示当前的状态,0 表示空闲,1 表示忙碌
- WEL:写使能锁定,为 1 时,可以操作页/扇 区/块。为 0 时,写禁止。
W25Q128 常见操作流程
以下流程省略了拉低/拉高片选信号CS!
读操作:
写操作:
擦除扇区:
实验(使用SPI通讯读写W25Q128模块)
1.接线
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)。
VCC -- 3.3VCS -- PA4CLK -- PA5DO -- PA6DI -- PA7
2.CubeMx
1.配置
SYS->Debug->Serial Wire
RCC->High Speed Clock(HSE)->Crystal/Ceramic Resonator
时钟树HSE、PLLCLK打开,HCLK设置成72MHz
打开uart1
2.打开SPI
随便选一个引脚输出当CS即可,这里选用PA4,就可以节约主机的NSS模式了
3.Keil
1.打开MicroLIB库
2.移植库文件
将w25q128.h和w25q128.c分别复制到 core->
再将w25q128.c添加进主目录下
3.编写代码
main.c
#include "stdio.h"
#include "string.h"
#include "w25q128.h"
#define TEXT_SIZE 16
#define FLASH_WriteAddress 0x00000
#define FLASH_ReadAddress FLASH_WriteAddress
int main(void)
{
uint8_t datatemp[TEXT_SIZE];
/* 写入测试数据 */
sprintf((char *)datatemp, "5454545");
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);
while (1)
{
}
}
spi.c
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;
}
uart.c
int fputc(int ch, FILE *f)
{
unsigned char temp[1]={ch};
HAL_UART_Transmit(&huart1,temp,1,0xffff);
return ch;
}
记得要在相应的.h添加要被调用的函数名,否则会有警告
有空要去看一看,理解一下w25q128.c的代码!!!