SPI通信-（STM32）

一、SPI通信协议原理

 图片：1、W25Q64flash存储芯片  2、SPI OLED显示屏  3、2.4G无线通信模块NRF24L01 4、Micro ID卡

SPI通信最大速率取决于芯片厂商的设计需求。需要四根通信线，全双工。一主多从（通过ss片选进行从机选择），无应答机制设计。

硬件电路

 作为单端信号，所有的设备都需要共地。主从机还需要供电。推挽输出保证了SPI下降沿和上升沿都非常快，保证了通信速率。

防止从机的推挽输出MISO引脚断路，SPI规定当从机SS未被选中，从机的MISO一定要为高阻态。

通信移位示意图：

可以看到主从机皆发送高位先行，接收低位先接收到然后移位。通信根据时钟（波特率发生器进行时钟通信同步）。

上升沿所有数据向左移位一次，移除出的1bit在引脚电平上。下降沿设备从线上读取电平到移位寄存器的最低位。 

第一个上升沿

第一个下降沿

若需要发送同时接收，直接交换数据到位移寄存器，交换结束后读取位移寄存器数据即可。

若只需要发送，则直接交换数据到位移寄存器，然后不读取交换后的数据即可。 

若只想接收，则随便发送一个数据，将置换过来的数据读取就行。

基本通信单元：低电平片选

 时序基本单元：根据CPOL和CPHA（时钟相位）配置SPI模式，不同的模式规定了空闲状态的SCK，SCK第一个边沿进行移入/移除数据。

 第一个边沿移入数据的话，那么SS选中低电平时进行第一个数据的移出。SCK高电平位移寄存器进行数据获取。

 

 

 若交换一字节后继续操作主机不需要进行取消片选。

模式中最常用的为模式0；

 通信时序示例：

 主机 发送0x06，从机返回0xFF，可以看到高位先行。模式0下，SCK默认低电平，SCK第一个边沿进行移入（上升沿），第二个边沿（下降沿）进行移出。（ss起始为数据移出）。若要进行持续写数据，在SCK下降沿写入数据，SCK上升沿读取数据写入即可（没有应答机制，直接持续时序即可）。

SPI通信和I2C不一样，一般第发送的第一个字节为指令码（表示为什么操作），后面为具体操作。详细应该根据芯片通信协议手册。

指定地址写（高位先行）：

 示例为指定地址写，W25Q64为24bit地址为3byte，所以发送控制指令后需要发送3byte地址（同样高位先行），

 指定地址读（高位先行）：

 示例为指定地址读，W25Q64为24bit地址为3byte，所以发送控制指令后需要发送3byte地址（同样高位先行），读数据和从机交换的数据任意，此处为0xFF。

总的来说，指定地址写和指定地址都都是根据W25Q64协议来的，实际上SPI通信模式0时序没变。

二、模块介绍

W25Q64（AT24C02使用I2C）：

 非易失性存储器一般为Flash（Nor Flash、Nand Flash）、EEPROM。

易失性存储器一般为SRAM、DRAM。

固件程序存储为XIP（eXecute in Place）：直接把程序文件下载到外挂芯片中，需要执行程序时，直接读取外挂文件的程序芯片进行执行。就地执行，比如电脑里的BIOS固件。

双重SPI和四重SPI，利用总线线束进行多根一起收发（MISO、MOSI、WP写保护、HOLD），提高通信速率。

寻址为24bit， = 1677216/1024/1024 = 16MB，所以最大寻址空间为16MB。W25Q64为8MB，可进行完全寻址（含义为：寻址24bit表示，说明flash的可使用容量大小肯定小于