SPI—读写串行 FLASH 实验

SPI—读写串行 FLASH 学习笔记

1、SPI

SPI: 串行外围设备接口，是一种高速全双工的通信总线。

物理层

SPI 通讯使用 3 条总线及片选线， 3 条总线分别为 SCK、 MOSI、 MISO，片选线为SS

SCK：设置时钟

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

SS（也称为NSS或CS）:控制设备与总线的连接。SPI 通讯以 NSS 线置低电平为开始信号，以 NSS 线被拉高作为结束信号

协议层

​ spi的通讯时序

​ NSS、 SCK、 MOSI 信号都由主机控制产生，而 MISO 的信号由从机产生，主机通过该信号线读取从机的数据。 MOSI 与 MISO 的信号只在 NSS 为低电平的时候才有效，在 SCK 的每个时钟周期 MOSI 和 MISO 传输一位数据。

​ 注意：CPOL、CPHA用来控制通讯模式，决定有效位的标志

2、stm32的SPI架构分析

通讯引脚

其中 SPI1 是 APB2 上的设备，最高通信速率达 36Mbtis/s，SPI2、 SPI3 是 APB1 上的设备，最高通信速率为 18Mbits/s。

通讯过程

主模式收发流程及事件说明如下：
(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；
零死角玩转 STM32F103—指南者
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(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。

3、SPI—读写串行 FLASH 实验

硬件设计

• EEPROM与FLASH的区别：

  1、FLASH的存储容量要大得

  2、FLASH只能一大片一大片的擦除，而EEPROM可以字节为单位擦除

​ SPI串行FLASH的硬件连接图

​ WP 引脚可控制写保护功能，HOLD 引脚可用于暂停通讯，本实验中，我们不使用这两个引脚。

软件设计

1. 编程要点
   (1) 初始化通讯使用的目标引脚及端口时钟；
   (2) 使能 SPI 外设的时钟；
   (3) 配置 SPI 外设的模式、地址、速率等参数并使能 SPI 外设；
   (4) 编写基本 SPI 按字节收发的函数；
   (5) 编写对 FLASH 擦除及读写操作的的函数；
   (6) 编写测试程序，对读写数据进行校验。

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