《STM32從零開始學習歷程》@EnzoReventon

SPI讀取FLSAH ID

相關鏈接：
SPI物理層及FLASH芯片介紹
SPI協議層
SPI特性及架構

參考資料：
[野火EmbedFire]《STM32庫開發實戰指南——基于野火霸天虎開發板》
[正點原子]STM32F4開發指南-庫函數版本_V1.2
[ST]《STM32F4xx中文參考手冊》
SPI協議及總線協議介紹
W25Q128產品數據手冊

1 實現功能

本實驗為學習SPI的入門實驗，主要功能是實現使用SPI發送讀取FLASH ID的指令來讀取FLASH ID。

2 硬件設計

本文使用的外設為SPI1（正點原子F4探索者開發板）、FLASH以及USART1。
USART用來調試程序，我們還是使用USART1，因此將PB9，PB10與TX，RX相連接即可。

查閱正點原子F4探索者開發板硬件手冊，了解SPI引腳與GPIO的對應情況。


由上圖可以看出：SPI的SCK，MISO，MOSI分別與芯片的PB3，PB4，PB5連接，片選信號F_CS與PB14相連接，因此在后面程序配置的時候需要注意不能配置錯引腳。

3 軟件設計流程

① 使能SPIx和IO口時鐘
RCC_AHBxPeriphClockCmd() / RCC_APBxPeriphClockCmd();
② 初始化IO口為復用功能
void GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct);
③ 設置引腳復用映射：
GPIO_PinAFConfig();
② 初始化SPIx,設置SPIx工作模式
void SPI_Init(SPI_TypeDef* SPIx, SPI_InitTypeDef* SPI_InitStruct);
③ 使能SPIx
void SPI_Cmd(SPI_TypeDef* SPIx, FunctionalState NewState);
④ 編寫字節發送函數：uint8_t SPI_FLASH_ByteWrite(uint8_t data)

• 發送數據（指令）：void SPI_I2S_SendData(SPI_TypeDef* SPIx, uint16_t Data);

• 接收返回的數據：uint16_t SPI_I2S_ReceiveData(SPI_TypeDef* SPIx) ;

⑤ 查看SPI傳輸狀態
SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI2, SPI_I2S_FLAG_RXNE);

⑥ 編寫SPI發送函數
控制片選引腳：GPIO_ResetBits（）、GPIO_SetBits（）；
⑦ 主函數調用
⑧ 優化程序（超時函數、宏定義）

4 代碼分析

宏定義

/*宏定義*//*SPI GPIO 接口*/ #define FLASH_SPI SPI1 #define FLASH_SPI_CLK RCC_APB2Periph_SPI1 #define FLASH_SPI_CLK_INIT RCC_APB2PeriphClockCmd#define FLASH_SPI_SCK_PIN GPIO_Pin_3 #define FLASH_SPI_SCK_GPIO_PORT GPIOB #define FLASH_SPI_SCK_GPIO_CLK RCC_AHB1Periph_GPIOB #define FLASH_SPI_SCK_SOURCE GPIO_PinSource3 #define FLASH_SPI_SCK_AF GPIO_AF_SPI1#define FLASH_SPI_MOSI_PIN GPIO_Pin_5 #define FLASH_SPI_MOSI_GPIO_PORT GPIOB #define FLASH_SPI_MOSI_GPIO_CLK RCC_AHB1Periph_GPIOB #define FLASH_SPI_MOSI_SOURCE GPIO_PinSource5 #define FLASH_SPI_MOSI_AF GPIO_AF_SPI1#define FLASH_SPI_MISO_PIN GPIO_Pin_4 #define FLASH_SPI_MISO_GPIO_PORT GPIOB #define FLASH_SPI_MISO_GPIO_CLK RCC_AHB1Periph_GPIOB #define FLASH_SPI_MISO_SOURCE GPIO_PinSource4 #define FLASH_SPI_MISO_AF GPIO_AF_SPI1#define FLASH_SPI_CS_PIN GPIO_Pin_14 #define FLASH_SPI_CS_GPIO_PORT GPIOB #define FLASH_SPI_CS_GPIO_CLK RCC_AHB1Periph_GPIOB/*等待超時時間*/ #define SPIT_FLAG_TIMEOUT ((uint32_t)0x1000)

初始化時鐘、GPIO、引腳復用

================================================ SPI GPIO初始化 復用函數 ================================================ */ static void SPI_GPIO_Config(void) {GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; FLASH_SPI_CLK_INIT(FLASH_SPI_CLK, ENABLE); //使能SPI時鐘RCC_APB2PeriphClockCmd（RCC_APB2Periph_SPI1）/* 使能 FLASH_SPI 及GPIO 時鐘 *//*!< SPI_FLASH_SPI_CS_GPIO, SPI_FLASH_SPI_MOSI_GPIO, SPI_FLASH_SPI_MISO_GPIO,SPI_FLASH_SPI_SCK_GPIO 時鐘使能 */RCC_AHB1PeriphClockCmd(FLASH_SPI_SCK_GPIO_CLK | FLASH_SPI_MOSI_GPIO_CLK|FLASH_SPI_MISO_GPIO_CLK|FLASH_SPI_CS_GPIO_CLK, ENABLE); //初始化GPIO時鐘//查看引腳，初始化SCK,MOSI,MISO,CS引腳GPIO//設置引腳復用 GPIO_PinAFConfig(FLASH_SPI_SCK_GPIO_PORT, FLASH_SPI_SCK_SOURCE, FLASH_SPI_SCK_AF);GPIO_PinAFConfig(FLASH_SPI_MOSI_GPIO_PORT, FLASH_SPI_MOSI_SOURCE, FLASH_SPI_MOSI_AF); GPIO_PinAFConfig(FLASH_SPI_MISO_GPIO_PORT, FLASH_SPI_MISO_SOURCE, FLASH_SPI_MISO_AF);/*!< 配置 SPI_FLASH_SPI 引腳: SCK */GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = FLASH_SPI_SCK_PIN;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;GPIO_Init(FLASH_SPI_SCK_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);/*!< 配置 SPI_FLASH_SPI 引腳: MISO */GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = FLASH_SPI_MOSI_PIN;GPIO_Init(FLASH_SPI_MOSI_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);/*!< 配置 SPI_FLASH_SPI 引腳: MOSI */ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = FLASH_SPI_MISO_PIN;GPIO_Init(FLASH_SPI_MOSI_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);/*!< 配置 SPI_FLASH_SPI 引腳: CS */GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = FLASH_SPI_CS_PIN;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;GPIO_Init(FLASH_SPI_CS_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);}

SPI功能初始化

/* ================================================ SPI 初始化結構體初始化 ================================================ */ void SPI_Mode_Config(void) {/*!< 初始化SPI結構體函數 */SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure;SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler=SPI_BaudRatePrescaler_2; //預分頻2SPI_InitStructure.SPI_CPHA=SPI_CPHA_1Edge; //第1個跳變沿數據被采樣SPI_InitStructure.SPI_CPOL=SPI_CPOL_Low; //串行同步時鐘的空閑狀態為低電平SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial=7; //CRC值計算的多項式SPI_InitStructure.SPI_DataSize=SPI_DataSize_8b; //SPI發送接收 8位幀結構SPI_InitStructure.SPI_Direction=SPI_Direction_2Lines_FullDuplex; //雙線雙向全雙工SPI_InitStructure.SPI_FirstBit=SPI_FirstBit_MSB; //數據傳輸從 MSB位開始SPI_InitStructure.SPI_Mode=SPI_Mode_Master; //主 SPISPI_InitStructure.SPI_NSS=SPI_NSS_Soft; //NSS信號由軟件控制SPI_Init(FLASH_SPI,&SPI_InitStructure);SPI_Cmd(FLASH_SPI,ENABLE);}

使能GPIO初始化以及SPI功能初始化

/* ================================================ SPI FLASH 外設初始化 ================================================ */ void SPI_FLASH_Init(void) {SPI_GPIO_Config(); SPI_Mode_Config(); }

SPI FLASH 字節寫入函數

/* ================================================ 通過SPI發送一個字節 參數：要寫入的數據 返回值：錯誤代碼 ================================================ */ uint8_t SPI_FLASH_ByteWrite(uint8_t data) {//等待TXE標志=1//判斷是否超時SPITimeOut = ((uint32_t)(10 * SPIT_FLAG_TIMEOUT)); //重置等待時間while(SPI_I2S_GetFlagStatus(FLASH_SPI,SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET){SPITimeOut--;if(SPITimeOut == 0){return SPI_TIMEOUT_UserCallback(1);}}SPI_I2S_SendData(FLASH_SPI,data); //發送指令給FLASH//等待RXNE標志來確認發送完成，即準備讀取數據//判斷是否超時SPITimeOut = ((uint32_t)(10 * SPIT_FLAG_TIMEOUT)); //重置等待時間while(SPI_I2S_GetFlagStatus(FLASH_SPI,SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET){SPITimeOut--;if(SPITimeOut == 0){return SPI_TIMEOUT_UserCallback(2);}}return SPI_I2S_ReceiveData(FLASH_SPI); //返回FLASH返回的數據}

SPI讀取FLASH ID函數

查閱手冊，如果想要讀取FLASH的ID，需要給FLASH的第一個字節發送ABh，其余發送FF。

//讀ID0 -ID7 uint8_t SPI_FLASH_Read_ID(void) {uint8_t id;//控制片選引腳FLASH_SPI_CS_LOW();//指令代碼SPI_FLASH_ByteWrite(0xAB);SPI_FLASH_ByteWrite(0xFF);SPI_FLASH_ByteWrite(0xFF);SPI_FLASH_ByteWrite(0xFF);//接收讀取到的內容id = SPI_FLASH_ByteWrite(0xFF);FLASH_SPI_CS_HIGH();return id;}

超時函數，返回錯誤代碼函數

/* ================================================ 錯誤代碼返回函數 參數：寫如的錯誤代碼 返回值：錯誤代碼 ================================================ */ static uint32_t SPI_TIMEOUT_UserCallback(uint8_t errorCode) {/* Block communication and all processes */printf("\r\nSPI 等待超時!errorCode = %d\r\n",errorCode);return errorCode; }

主函數

int main(void) {NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //設置系統中斷優先級分組2delay_init(168); //延時初始化 uart_init(115200); //串口初始化波特率為115200LED_Init(); //初始化與LED連接的硬件接口 SPI_FLASH_Init(); //SPI_FLASH初始化函數printf("\r\n===================================\r\n");printf("this is id : 0x%x",SPI_FLASH_Read_ID());while(1){} }

5 實驗效果

下載程序至開發板，通過串口調試助手可以看到返回的FLASH ID為0x17h。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的《STM32从零开始学习历程》——SPI读取FLASH ID的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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