spi概述

SPI是串行外设接口（Serial Peripheral Interface）的缩写，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，越来越多的芯片集成了这种通信协议，比如 EEPROM，FLASH，实时时钟，AD转换器。 W25Q64 是一款SPI接口的Flash芯片，其存储空间为 64Mbit，相当于8M字节。W25Q64可以支持 SPI 的模式 0 和模式 3，也就是 CPOL=0/CPHA=0 和CPOL=1/CPHA=1 这两种模式。 最近在弄ST和GD的课程，需要GD样片的可以加群申请：6_15061293 。

视频教学

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csdn课程

课程更加详细。 https://download.csdn.net/course/detail/35611

生成例程

使用STM32CUBEMX生成例程，这里使用NUCLEO-F103RB开发板

 配置时钟树，配置时钟为64M。 

查看原理图，PA2和PA3设置为开发板的串口。 

 配置串口。 

 由于需要输入数据，开启DMA进行接收。 

 中断。 

SPI配置

在开发板中有arduino接口，配置这几个接口为spi。 

 本次实验使用的SPI与Flash通信，配置如下。 SPI的通信原理很简单，它以主从方式工作，这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备，需要至少4根线，事实上3根也可以（单向传输时）。也是所有基于SPI的设备共有的，它们是MISO（主设备数据输入）、MOSI（主设备数据输出）、SCLK（时钟）、CS（片选）。 （1）MISO– Master Input Slave Output,主设备数据输入，从设备数据输出； （2）MOSI– Master Output Slave Input，主设备数据输出，从设备数据输入； （3）SCLK – Serial Clock，时钟信号，由主设备产生； （4）CS – Chip Select，从设备使能信号，由主设备控制。 

负责通讯的3根线了。通讯是通过数据交换完成的，这里先要知道SPI是串行通讯协议，也就是说数据是一位一位的传输的。这就是SCLK时钟线存在的原因，由SCLK提供时钟脉冲，SDI，SDO则基于此脉冲完成数据传输。数据输出通过 SDO线，数据在时钟上升沿或下降沿时改变，在紧接着的下降沿或上升沿被读取。完成一位数据传输，输入也使用同样原理。因此，至少需要8次时钟信号的改变（上沿和下沿为一次），才能完成8位数据的传输。 时钟信号线SCLK只能由主设备控制，从设备不能控制。同样，在一个基于SPI的设备中，至少有一个主设备。这样的传输方式有一个优点，在数据位的传输过程中可以暂停，也就是时钟的周期可以为不等宽，因为时钟线由主设备控制，当没有时钟跳变时，从设备不采集或传送数据。SPI还是一个数据交换协议：因为SPI的数据输入和输出线独立，所以允许同时完成数据的输入和输出。芯片集成的SPI串行同步时钟极性和相位可以通过寄存器配置，IO模拟的SPI串行同步时钟需要根据从设备支持的时钟极性和相位来通讯。 最后，SPI接口的一个缺点：没有指定的流控制，没有应答机制确认是否接收到数据。 

 其中，CS是从芯片是否被主芯片选中的控制信号，也就是说只有片选信号为预先规定的使能信号时（高电位或低电位），主芯片对此从芯片的操作才有效。这就使在同一条总线上连接多个SPI设备成为可能。 随便配置一个端口为CS片选，并且命名为CS。

NOR Flash

NOR Flash是一种非易失闪存技术，是Intel在1988年创建。是市场上两种主要的非易失闪存技术之一。 以GD25Q64E为例，该 Flash为64M-bit大小，即8192K-Byte。 

 W25Q64将8M的容量分为127个块（Block),每个块大小为64K字节，每个块又分为16个扇区（Sector),每个扇区4K个字节。W25Q64的最小擦除单位为一个扇区，也就是每次必须擦除4K个字节。 即4K16128=8192K=8M 

W25Q64的原理及应用

复位初始化

对于复位，需要发送0x66和0x99 

 代码中的初始化。

ID

对于兆易创新W25Q64，主要有三种查询ID方式。

 可以使用90H查询设备ID，以判断是否是W25Q64设备。 

读取数据

对于兆易创新W25Q64，读取数据使用0x03指令，后面添加需要读取的数据地址。 数据可以一直进行读取，当不需要读取数据时候将片选CS拉高，关闭时钟SCLK即可。 

以读取10个数据为例子，波形如下所示。

擦除扇区

最小的擦除单位是扇区，擦除指令为0x20和3字节的地址。 

写数据

对于写数据到flash中，使用0x02指令进行写数据，后面还需要指定24位地址，才能进行写数据。 

对flash的0x1000地址进行写数据，指令如下。

波形如下所示。 

W25Qx.c

W25Qx.h

案例

向0扇区（0块0扇区），17扇区（1块1扇区），34扇区（2块2扇区）分别写入0x200的数据。

头文件定义

串口接收和flash数组定义

串口重定向

串口中断设置

#include "stm32f1xx_it.c"文件中断外部变量引用：

串口2中断函数：

主程序

读取ID和flash数据及擦除。

主程序。

数据处理

演示

W25Q64芯片型号的ID为0XEF17，下方读取为0XC816，所以读取成功。 

开机会打印出0，17，34扇区的前0x200个数据。 

 打印完原始数据之后将数据全部清零，清零完成如下图所示。

 串口定义了ReceiveBuff[0]的数据为写入什么扇区，ReceiveBuff[0]为1写入扇区1，ReceiveBuff[0]为2写入扇区2，ReceiveBuff[0]为3写入扇区3，若为其他数据，则打印输入错误；ReceiveBuff[1]则为写入的位置。 输入：00 05 01 02 03 04 向扇区0的的05号位置开始写入数据01 02 03 04。 

 输入：00 28 11 12 13 14 15 向扇区0的的40(28是十六进制)号位置开始写入数据11 12 13 14 15。 

 输入：17 10 aa bb 向扇区17的的16(10是十六进制)号位置开始写入数据aa bb。