2021年01月13日 | STM32F10x_SPI（硬件接口 + 软件模拟）读写Flash（25Q16）

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STM32F10x_SPI（软件模拟）读写Flash（25Q16）实例源代码工程：

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STM32F1资料：

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Ⅲ、STM32硬件SPI

    STM32所有系列芯片都带有SPI硬件控制器，根据芯片型号不同，SPI数量也不同，有些有一个SPI，有些有3个SPI。STM32的SPI控制器功能也是很强大的，只需要简单的配置就能高效的进行SPI通信。

1.SPI原理

上面是SPI的系统框图，来自STM32F1的参考手册.

A.引脚

MOSI：主设备输出/从设备输入引脚。该引脚在主模式下发送数据，在从模式下接收数据。

MISO：主设备输入/从设备输出引脚。该引脚在从模式下发送数据，在主模式下接收数据。

SCK：串口时钟，为通信提供时钟。（作为主设备的输出，从设备的输入）。

NSS：从设备选择。这是一个可选的引脚，用来选择主/从设备。它的功能是用来作为“片选引脚”，让主设备可以单独地与特定从设备通讯，避免数据线上的冲突。

B.缓冲区SPI->DR

发送缓冲区：只要往SPI1->DR写入数据，它自动将存入发送缓冲区，并执行发送操作。这就是高效的一点，而不像模拟SPI，还需要我们控制时钟，控制MOSI引脚输出高低电平。

接收缓冲区：原理和发送缓冲区差不多，只是这个是接收数据。接收满了，才通知我们需要去读取数据。

C.波特率发生器

STM32的硬件SPI还可以通过配置来控制通信的速度。

2.SPI引脚

该函数位于spi.c文件下面；

使用的SPI需与引脚对应，CS片选信号我们这里是通过普通IO来控制的，若不同请在spi.h里面修改为你开发板上的引脚。

3.SPI配置

该函数位于spi.c文件下面；

该函数是文章的重要一项，主要是对硬件SPI进行的一些初始化配置。

SPI为主模式，时钟线平时为高，上升沿采集数据，8位数据格式，软件控制片选，数据高位在前。

1.传输方向：SPI_Direction =SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;

总共有四个方式：

两线全双工：SPI_Direction_2Lines_FullDuplex

两线只接收：SPI_Direction_2Lines_RxOnly

单线只接收：SPI_Direction_1Line_Rx

单线只发送：SPI_Direction_1Line_Tx

2.模式：SPI_Mode = SPI_Mode_Master;

总共有两种模式：

主机模式：SPI_Mode_Master

从机模式：SPI_Mode_Slave

3.数据：SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;

8位数据长度：SPI_DataSize_8b

16位数据长度：SPI_DataSize_16b

4.时钟极性：SPI_CPOL = SPI_CPOL_High;

也就是我们平时不操作时，时钟的电平。

低电平：SPI_CPOL_Low

高电平：SPI_CPOL_High

5.时钟相位：SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;

也就是我们需要等多少个“时钟”操作通信口MOSI、MISO。

1个时钟：SPI_CPHA_1Edge

2个时钟：SPI_CPHA_2Edge

6.片选信号：SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;

也就是我们如果控制NSS片选引脚；

软件控制：SPI_NSS_Soft

硬件控制：SPI_NSS_Hard

7.波特率(时钟)分频：SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_2;

也就是我们控制SPI通信的速率，和USART串口的波特率类似。

这里的参数有很多种，请见源代码。

8.第一位传输数据：SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;

在一根通信线上一字节（8Bit）数据分8次传输才能完成，这里是高位先传输，还是低位先传输的意思。

高位：SPI_FirstBit_MSB

低位：SPI_FirstBit_LSB

9.校验：SPI_CRCPolynomial = 7;

校验的数据位长度。

4.SPI读写数据

函数位于spi.c文件下面；

这两个函数就是我们使用到的接口，在上面SPI配置好之后，操作这两个函数就可以控制其引脚读写了。

这两个函数就是我们上面说的“发送缓冲区”和“接收缓冲区”所需要使用到的部分。

这里需要注意：发送和接收数据都是通过SPI->DR寄存器，读、写操作会控制数据的流向。

Ⅳ、软件模拟SPI

从51学习过来的朋友就应该知道，51的资源很少，没有SPI硬件控制器，要想使用SPI通信方式，就需要使用IO口模拟的方式来实现SPI通信。只需要按照通信的时序就能控制其通信。

使用软件模拟SPI通信有优点，也有缺点。

优点：移植很方便，代码只需要简单修改就可以使用在其他芯片上；

缺点：控制IO麻烦，对时序要求高；

1.模拟SPI引脚

该函数位于spi.c文件下面；

这个主要配置模拟SPI引脚。（如果你板子上使用的引脚不同，请修改spi.h文件的定义即可）

2.模拟SPI初始化

该函数位于spi.c文件下面；

这里初始化需要把状态定好，不然第一次操作会有问题。

3.模拟SPI写函数(时序)

该函数位于spi.c文件下面；

这种时序的写法在学习过51的朋友来看再熟悉不过了。

注意：

1、高字节在前，说以上面红色标记的的部分就是将高位先输出，依次移位输出。

2、在时钟的上升沿将数据输出，所以在“时钟-高”之前将数据输出。

4.模拟SPI读函数(时序)

该函数位于spi.c文件下面；

读时序和写时序原理类似，但还是存在差异。

注意：

1、高位先输出来（从机输出），所以，需要将读取的数据依次移向高位。

2、在时钟的下降沿读出数据，所以，我红色标记的部分可以看得出来，是在时钟为低之后才去读取数据。

Ⅴ、修改代码，适应开发板

       看见这篇文章，你可能觉得芯片型号（STM32F103ZE）不是你的芯片芯片型号，硬件接口（SPI1）、（USART1）也不是板子上的接口，那怎么办呢，其实很简单，适当修改一下就行。

1.修改芯片型号

该工程适合STM32F1系列的所有芯片，只需要修改一下型号。修改芯片型号，可以看我的另外一篇文章：如何将工程(修改来)运行在自己开发板上；

当然，其他系列（F0、F2、F3、F4等）也可以使用该配置，但需要更换外设库。

2.修改硬件接口

笔者提供的工程源代码，在个人看来整理的还算比较整洁（名称清晰、排版整齐、文件分类明确）、相比很多开发板卖家提供的例程来说，要好的多。所以，看了之后，你应该知道如何修改。

1、LED灯的IO，位于bsp.h下，修改为你的LED灯IO口就行了。

2、USART，本文是使用USART1，如果你使用USART2的话，需要usart.c文件下“USART_GPIO_Configuration”引脚配置、USART_Configuration串口配置、发送接收函数USART1 改为USART2等。

3、SPI接口

这个在上面讲述中都提及了修改，就是修改spi.c和spi.h文件里面的配置。