网站开发做前端还是后端,全新网站如何做百度竞价,网络产品营销策略范文,wordpress网址转换SPI的简介 文章目录 SPI的简介物理层协议层基本通讯过程起始和终止信号数据有效性CPOL/CPHA及通讯模式 STM3的SPI特性及架构通讯引脚时钟控制逻辑数据控制逻辑整体控制逻辑通讯过程 代码配置实现指令集结构体的定义SPI时钟信号的定义SPI端口定义SPI命令 flash驱动代码初始化代码…SPI的简介 文章目录 SPI的简介物理层协议层基本通讯过程起始和终止信号数据有效性CPOL/CPHA及通讯模式 STM3的SPI特性及架构通讯引脚时钟控制逻辑数据控制逻辑整体控制逻辑通讯过程 代码配置实现指令集结构体的定义SPI时钟信号的定义SPI端口定义SPI命令 flash驱动代码初始化代码(配置端口)配置SPI模式代码发送并接受一个字节读取字节读取ID号FLASH写入使能等待FLASH内部时序操作完成擦除FLASH指定扇区 物理层 SPI一共三条总线
SPI总线功能SS Slave Select选从机SCK (Serial Clock)时钟信号线用于通讯数据同步。它由通讯主机产生决定了通讯的速率MOSI (Master OutputSlave Input)主设备输出/从设备输入引脚。这条线上数据的方向为主机到从机。MISO (Master Input,Slave Output)主设备输入/从设备输出引脚。在这条线上数据的方向为从机到主机。
协议层
基本通讯过程 NSS为低电平时候才有效SCK每一个周期MOSI和MISO传输一位数据
起始和终止信号
起始高变低终止低变高
数据有效性
SPI 使用 MOSI 及 MISO 信号线来传输数据使用 SCK 信号线进行数据同步。MOSI 及 MISO 数据线在 SCK 的每个时钟周期传输一位数据且数据输入输出是同时进行的。数据传输时MSB先行或 LSB 先行并没有作硬性规定但要保证两个 SPI 通讯设备之间使用同样的协定一般都会采用图 SPI 通讯时序 中的 MSB 先行模式。即在 SCK 的下降沿时刻MOSI 及 MISO 的数据有效高电平时表示数据“1”为低电平时表示数据“0”。在其它时刻数据无效MOSI 及 MISO 为下一次表示数据做准备。SPI 每次数据传输可以 8 位或 16 位为单位每次传输的单位数不受限制。
CPOL/CPHA及通讯模式 CPHA:当 CPHA0 时MOSI 或 MISO 数据线上的信号将会在SCK 时钟线的“奇数边沿”被采样。当 CPHA1 时数据线在 SCK 的“偶数边沿”采样。一个边沿被设置为采样后另一个边沿只能为读取数据。
CPOL:控制SCK空闲时刻的电平0为低电平1为高电平。 STM3的SPI特性及架构 通讯引脚 时钟控制逻辑
由波特率发生器根据“控制寄存器 CR1”中的 BR[0:2] 位控制 数据控制逻辑
SPI 的 MOSI 及 MISO 都连接到数据移位寄存器上数据移位寄存器的数据来源及目标接收、发送缓冲区以及 MISO、MOSI 线。
当从外部接收数据的时候数据移位寄存器把数据线采样到的数据一位一位地存储到“接收缓冲区”中。
通过写 SPI 的“数据寄存器 DR”把数据填充到发送缓冲区中通讯读“数据寄存器 DR”可以获取接收缓冲区中的内容。
DR[15:0]数据寄存器 (Data register) 待发送或者已经收到的数据
数据寄存器对应两个缓冲区一个用于写(发送缓冲)另外一个用于读(接收缓冲)。写操作将数据写到发送缓冲区读操作将返回接收缓冲区里的数据。
**对SPI模式的注释**根据SPI_CR1的DFF位对数据帧格式的选择数据的发送和接收可以是8位或者16位的。为保证正确的操作需要在启用SPI之前就确定好数据帧格式。
对于8位的数据缓冲器是8位的发送和接收时只会用到SPI_DR[7:0]。在接收时SPI_DR[15:8]被强制为0。
对于16位的数据缓冲器是16位的发送和接收时会用到整个数据寄存器即SPI_DR[15:0]。
**其中数据帧**长度可以通过“控制寄存器 CR1”的“DFF 位”配置成 8 位及 16 位模式配置“LSBFIRST 位”可选择 MSB 先行还是 LSB 先行。
整体控制逻辑
整体控制逻辑负责协调整个 SPI 外设控制逻辑的工作模式根据我们配置的“控制寄存器(CR1/CR2)”的参数而改变基本的控制参数包括前面提到的 SPI 模式、波特率、LSB 先行、主从模式、单双向模式等等。
通讯过程 (1) 控制 NSS 信号线产生起始信号 (图中没有画出)
(2) 把要发送的数据写入到“数据寄存器 DR”中该数据会被存储到发送缓冲区
(3) 通讯开始SCK 时钟开始运行。MOSI 把发送缓冲区中的数据一位一位地传输出去MISO 则把数据一位一位地存储进接收缓冲区中
(4) 当发送完一帧数据的时候“状态寄存器 SR”中的“TXE 标志位”会被置 1表示传输完一帧发送缓冲区已空类似地当接收完一帧数据的时候“RXNE 标志位”会被置 1表示传输完一帧接收缓冲区非空
(5) 等待到“TXE 标志位”为 1 时若还要继续发送数据则再次往“数据寄存器 DR”写入数据即可等待到“RXNE 标志位”为 1 时通过读取“数据寄存器 DR”可以获取接收缓冲区中的内容。假如我们使能了 TXE 或 RXNE 中断TXE 或 RXNE 置 1 时会产生 SPI 中断信号进入同一个中断服务函数到 SPI 中断服务程序后可通过检查寄存器位来了解是哪一个事件再分别进行处理。也可以使用 DMA 方式来收发“数据寄存器 DR”中的数据
代码配置实现
指令集 结构体的定义
SPI时钟信号的定义
#define FLASH_SPIx SPI1
#define FLASH_SPI_APBxClock_FUN RCC_APB2PeriphClockCmd
#define FLASH_SPI_CLK RCC_APB2Periph_SPI1
#define FLASH_SPI_GPIO_APBxClock_FUN RCC_APB2PeriphClockCmdSPI端口定义
#define FLASH_SPI_SCK_PORT GPIOA
#define FLASH_SPI_SCK_PIN GPIO_Pin_5#define FLASH_SPI_MOSI_PORT GPIOA
#define FLASH_SPI_MOSI_PIN GPIO_Pin_7#define FLASH_SPI_MISO_PORT GPIOA
#define FLASH_SPI_MISO_PIN GPIO_Pin_6#if (USE_BD 1)#define FLASH_SPI_GPIO_CLK RCC_APB2Periph_GPIOA#define FLASH_SPI_CS_PORT GPIOA #define FLASH_SPI_CS_PIN GPIO_Pin_4
#else#define FLASH_SPI_GPIO_CLK (RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOC)#define FLASH_SPI_CS_PORT GPIOC#define FLASH_SPI_CS_PIN GPIO_Pin_0
#endif
SPI命令
#define DUMMY 0x00
#define READ_JEDEC_ID 0x9f
#define ERASE_SECTOR 0x20
#define READ_STATUS 0x05
#define READ_DATA 0x03
#define WRITE_ENABLE 0x06
#define WRITE_DATA 0x02 flash驱动代码
初始化代码(配置端口) /*** brief SPII/O配置* param 无* retval 无*/
static void SPI_GPIO_Config(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; /* 使能与SPI 有关的时钟 */FLASH_SPI_APBxClock_FUN ( FLASH_SPI_CLK, ENABLE );FLASH_SPI_GPIO_APBxClock_FUN ( FLASH_SPI_GPIO_CLK, ENABLE );/* MISO MOSI SCK*/GPIO_InitStructure.GPIO_Pin FLASH_SPI_SCK_PIN;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode GPIO_Mode_AF_PP; GPIO_Init(FLASH_SPI_SCK_PORT, GPIO_InitStructure);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin FLASH_SPI_MOSI_PIN;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode GPIO_Mode_AF_PP; GPIO_Init(FLASH_SPI_MOSI_PORT, GPIO_InitStructure);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin FLASH_SPI_MISO_PIN;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode GPIO_Mode_IN_FLOATING; GPIO_Init(FLASH_SPI_MISO_PORT, GPIO_InitStructure);//初始化CS引脚使用软件控制所以直接设置成推挽输出 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin FLASH_SPI_CS_PIN;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_Init(FLASH_SPI_CS_PORT, GPIO_InitStructure);FLASH_SPI_CS_HIGH;
}
配置SPI模式代码
static void SPI_Mode_Config(void)
{SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure; SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler SPI_BaudRatePrescaler_2 ;//SPI 使用模式3SPI_InitStructure.SPI_CPHA SPI_CPHA_2Edge ;SPI_InitStructure.SPI_CPOL SPI_CPOL_High ;SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial 0;//不使用CRC功能数值随便写SPI_InitStructure.SPI_DataSize SPI_DataSize_8b;SPI_InitStructure.SPI_Direction SPI_Direction_2Lines_FullDuplex ;//双线全双工SPI_InitStructure.SPI_FirstBit SPI_FirstBit_MSB ;SPI_InitStructure.SPI_Mode SPI_Mode_Master ;SPI_InitStructure.SPI_NSS SPI_NSS_Soft ; SPI_Init(FLASH_SPIx,SPI_InitStructure); //写入配置到寄存器SPI_Cmd(FLASH_SPIx,ENABLE);//使能SPI}SPI_InitStructure.SPI_CPHA SPI_CPHA_2Edge ;
SPI_InitStructure.SPI_CPOL SPI_CPOL_High ;这段代码设置了 SPI 的时钟相位Clock Phase具体来说SPI_CPHA_2Edge 表示在第二个时钟沿第二个边沿采样数据。让我们分解这个设置
SPI_CPHA 是 SPI_InitTypeDef 结构体中的一个成员用于配置 SPI 的时钟相位。SPI_CPHA_2Edge 是一个预定义的常量它表示在第二个时钟沿2Edge采样数据。
时钟相位Clock Phase决定了在时钟的哪个边沿数据应该被采样或变更。在 SPI 通信中时钟相位通常有两个选项第一个时钟沿1Edge和第二个时钟沿2Edge。
当设置为 SPI_CPHA_1Edge 时数据在第一个时钟沿上升沿或下降沿被采样或变更。当设置为 SPI_CPHA_2Edge 时数据在第二个时钟沿被采样或变更。
在这个代码片段中通过设置 SPI_CPHA 为 SPI_CPHA_2Edge表明数据在第二个时钟沿被采样。这样的设置通常取决于与 SPI 设备通信的具体协议和要求。
综合一下这段代码是下降沿采样
SPI_InitStructure.SPI_FirstBit SPI_FirstBit_MSB ;这段代码设置了 SPI 数据传输的起始位。具体来说SPI_FirstBit_MSB 表示数据传输的起始位是最高有效位Most Significant BitMSB。
在 SPI 数据传输中每个字节都由多个位组成通常是8位。字节中的最高有效位是二进制表示中的最左边的位而最低有效位则是最右边的位。
通过设置 SPI_FirstBit 为 SPI_FirstBit_MSB代码指定了数据传输时先传输最高有效位然后依次传输剩余的位。这通常符合大多数 SPI 设备和通信协议的约定但在某些情况下可能需要根据具体设备的要求进行调整。
发送并接受一个字节
static uint32_t SPI_TIMEOUT_UserCallback(uint8_t errorCode)
{/* Block communication and all processes */FLASH_ERROR(SPI 等待超时!errorCode %d,errorCode);return 0;
}uint8_t SPI_FLASH_Send_Byte(uint8_t data)
{SPITimeout SPIT_FLAG_TIMEOUT;//检查并等待至TX缓冲区为空while(SPI_I2S_GetFlagStatus(FLASH_SPIx,SPI_I2S_FLAG_TXE) RESET){if((SPITimeout--) 0) return SPI_TIMEOUT_UserCallback(0);}//程序执行到此处TX缓冲区已空SPI_I2S_SendData (FLASH_SPIx,data);SPITimeout SPIT_FLAG_TIMEOUT;//检查并等待至RX缓冲区为非空while(SPI_I2S_GetFlagStatus(FLASH_SPIx,SPI_I2S_FLAG_RXNE) RESET){if((SPITimeout--) 0) return SPI_TIMEOUT_UserCallback(0);} //程序执行到此处说明数据发送完毕并接收到一字字节 return SPI_I2S_ReceiveData(FLASH_SPIx); //返回的数据是他排出的}
这段代码涉及 SPI 数据的发送和接收以下是代码的主要步骤解释 发送数据 SPI_I2S_SendData(FLASH_SPIx, data);通过调用 SPI_I2S_SendData 函数将数据 data 发送到 SPI 设备。 等待接收缓冲区非空 SPITimeout SPIT_FLAG_TIMEOUT;
while(SPI_I2S_GetFlagStatus(FLASH_SPIx, SPI_I2S_FLAG_RXNE) RESET)
{if((SPITimeout--) 0) return SPI_TIMEOUT_UserCallback(0);
}这部分代码在一个循环中检查 SPI 接收缓冲区是否为非空SPI_I2S_FLAG_RXNE 表示接收缓冲区非空。循环会一直等待直到接收缓冲区有数据或超时。 接收数据 return SPI_I2S_ReceiveData(FLASH_SPIx);一旦接收缓冲区非空就调用 SPI_I2S_ReceiveData 函数从 SPI 设备接收数据并将其返回。
通过 SPI 发送数据然后等待接收缓冲区非空最后从接收缓冲区中读取数据。在这个过程中使用了超时机制来处理可能的等待超时情况。这样的代码结构常见于需要同步发送和接收数据的 SPI 通信场景。
读取字节
uint8_t SPI_FLASH_Read_Byte(void)
{return SPI_FLASH_Send_Byte(DUMMY);
}DUMMY可以是任意值一般是0x00或0xFF都出来后flash就没有这个数据了实验得出
读取ID号
//读取ID号
uint32_t SPI_Read_ID(void)
{uint32_t flash_id;//片选使能FLASH_SPI_CS_LOW;SPI_FLASH_Send_Byte(READ_JEDEC_ID);flash_id SPI_FLASH_Send_Byte(DUMMY);flash_id 8;flash_id | SPI_FLASH_Send_Byte(DUMMY); flash_id 8;flash_id | SPI_FLASH_Send_Byte(DUMMY); FLASH_SPI_CS_HIGH; return flash_id;
}这段代码实现了通过 SPI 读取设备的 ID 号。以下是代码的主要步骤解释 片选使能 FLASH_SPI_CS_LOW;通过将片选信号拉低使能 SPI 设备。 发送读取 JEDEC ID 的命令 SPI_FLASH_Send_Byte(READ_JEDEC_ID);通过调用 SPI_FLASH_Send_Byte 函数发送读取 JEDEC ID 的命令。 读取 ID 号的三个字节 flash_id SPI_FLASH_Send_Byte(DUMMY);
flash_id 8;
flash_id | SPI_FLASH_Send_Byte(DUMMY);
flash_id 8;
flash_id | SPI_FLASH_Send_Byte(DUMMY);通过调用 SPI_FLASH_Send_Byte 函数依次读取三个字节的 ID 号。每次读取一个字节然后将其左移相应的位数最终组成一个 32 位的 ID 号。 片选失能 FLASH_SPI_CS_HIGH;通过将片选信号拉高失能 SPI 设备。 返回读取到的 ID 号 return flash_id;将读取到的 32 位 ID 号作为函数的返回值。
这段代码通过 SPI 通信协议与外部设备进行交互发送读取 JEDEC ID 的命令接着读取返回的三个字节最终组成一个完整的 32 位 ID 号。这样的操作通常用于识别连接的外部设备或验证设备的身份。
FLASH写入使能 void SPI_Write_Enable(void)
{//片选使能FLASH_SPI_CS_LOW;//拉低代表被选中SPI_FLASH_Send_Byte(WRITE_ENABLE);//写入赋能命令 FLASH_SPI_CS_HIGH;//表示操作完毕
}在 SPI (Serial Peripheral Interface) 通信中CS 通常指的是 Chip Select芯片选择信号。Chip Select 是一种用于选择特定从设备的信号它告诉 SPI 总线上的从设备何时应该响应主设备的通信。
等待FLASH内部时序操作完成
void SPI_WaitForWriteEnd(void)
{uint8_t status_reg 0;//片选使能FLASH_SPI_CS_LOW;SPI_FLASH_Send_Byte(READ_STATUS);//读取状态命令do{ status_reg SPI_FLASH_Send_Byte(DUMMY);//获得Flash上寄存器的数据}while((status_reg 0x01) 1);FLASH_SPI_CS_HIGH;
}
擦除FLASH指定扇区
void SPI_Erase_Sector(uint32_t addr)
{ SPI_Write_Enable();//片选使能FLASH_SPI_CS_LOW;SPI_FLASH_Send_Byte(ERASE_SECTOR);SPI_FLASH_Send_Byte((addr16)0xff);SPI_FLASH_Send_Byte((addr8)0xff); SPI_FLASH_Send_Byte(addr0xff); FLASH_SPI_CS_HIGH; SPI_WaitForWriteEnd();}
SPI_FLASH_Send_Byte(ERASE_SECTOR);写入擦除命令。 SPI_FLASH_Send_Byte((addr16)0xff);SPI_FLASH_Send_Byte((addr8)0xff); SPI_FLASH_Send_Byte(addr0xff); 地址由三个字节组成所以用这种方法。
读取和写
//读取FLASH的内容
void SPI_Read_Data(uint32_t addr,uint8_t *readBuff,uint32_t numByteToRead)
{//片选使能FLASH_SPI_CS_LOW;SPI_FLASH_Send_Byte(READ_DATA);SPI_FLASH_Send_Byte((addr16)0xff);SPI_FLASH_Send_Byte((addr8)0xff); SPI_FLASH_Send_Byte(addr0xff); while(numByteToRead--){//这段代码是为了激活时钟信号*readBuff SPI_FLASH_Send_Byte(DUMMY);readBuff;}FLASH_SPI_CS_HIGH; }//向FLASH写入内容
//读取FLASH的内容
//写入数据前都要擦除
void SPI_Write_Data(uint32_t addr,uint8_t *writeBuff,uint32_t numByteToWrite)
{SPI_Write_Enable();//片选使能FLASH_SPI_CS_LOW;SPI_FLASH_Send_Byte(WRITE_DATA);SPI_FLASH_Send_Byte((addr16)0xff);SPI_FLASH_Send_Byte((addr8)0xff); SPI_FLASH_Send_Byte(addr0xff); while(numByteToWrite--){ SPI_FLASH_Send_Byte(*writeBuff);writeBuff;}FLASH_SPI_CS_HIGH; SPI_WaitForWriteEnd();
}
写入数据前都要擦除
写入数据前都要擦除
写入数据前都要擦除
因为SPI中数据默认为0xFF需要自己去擦除不会在写入时自动擦除 取FLASH的内容
