搞清 stm32 SPI总线 基础和编程(转)

现在flash那部分还没看明白 但感觉这挺好的，所以转来~

原文地址： http://blog.sina.com.cn/s/blog_4aa25f130100ssei.html

SPI应用是相当的广了，同步串行总线，同步同步当然需要时钟信号来统一了，这样通讯双方通讯时就比较默契没那么延迟（呆呆）了。应用于中低速场合。

学起来从哪些地方入手呢？如下：

SPI概念与特点   关键的时序接受    编程时重点     STM32内部的SPI使用（介绍、功能、中断）

SPI概念与特点：不多说，串行，需要同步信号   主从结构的   CS(片选)  SCK   SDI  SDO

                             全双工  一主控多从   8或16位数据通信.

其它特点:8个主模式波特率预分频系数  fpcll/2

                主模式和从模式下快速通行  并支持切换

                编程MSB 或LSB在前

                专用发送和接受标志可促发中断

                有SPI忙标志位

         支持硬件CRC校验，发送模式下crc值作为最后一个字节被发送，接受模式下最后一字节自动CRC校验

         支持错误中断标志，支持DMA功能的1字节发送和接受缓冲器：产生发送和接受请求。

SPI总线时序介绍：

看下下图应该就会了

 
使用stm32  spi需要以下的步骤

1.管脚因为复用的，故先配置好管脚、并打开spi时钟

2.设置spi的工作模式

通过 SPI1_CR1 来设置，设置SPI1主机模式，设置数据格式8位，然后通过 CPOL 和 CPHA 位来设置 SCK时钟极性及采样方式。并设置 SPI1 的时钟频率（最大18Mhz），以及数据的格式（MSB 在前还是 LSB在前）。
3.使能SPI.

SPI固件库函数


 
下面是初始化，必须得结构体原型

typedef struct
{
  uint16_t SPI_Direction;//设置方向     （2线全双工、2线只接受、一线发送、一线接受）

  uint16_t SPI_Mode;     //模式         （从或主设备）

  uint16_t SPI_DataSize; //宽度         （8或16位）

  uint16_t SPI_CPOL;     //时钟极性     （低或高）

  uint16_t SPI_CPHA;     //时钟相位     （第一个或第二个跳变沿）

  uint16_t SPI_NSS;      //片选方式     （硬件或软件方式）

  uint16_t SPI_BaudRatePrescaler; //波特率预分频    （从2---256分频）  

  uint16_t SPI_FirstBit;  //最先发送的位            （最低位，还是最高位在先）        

  uint16_t SPI_CRCPolynomial; //设置crc多项式        （数字）如7

}SPI_InitTypeDef;

下面是实例，对SPI2进行的初始化

void SPI2_Init(void) 
{
 SPI_InitTypeDef  SPI_InitStructure;
 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
 
 //配置SPI2管脚
 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO|RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);//？？？
 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13 |GPIO_Pin_14| GPIO_Pin_15;
 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  //复用推挽输出
 GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
 
 //SPI2配置选项
 RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_SPI2 ,ENABLE);
   
 SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;
 SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;
 SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;
 SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High;
 SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;
 SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;
 SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_16;
 SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;
 SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;
 SPI_Init(SPI2, &SPI_InitStructure); //使能SPI2
 SPI_Cmd(SPI2, ENABLE);  
}

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以上是，初始化的一些函数，发现固件库还有很多函数没用上，下面就要谈到应用了

STM32的SPI串行外围总线接口，本程序，是将STM32的SPI配置为全双工模式，且NSS使用的软件模式。在使用SPI前，下面的这个过程我们必须理解，即STM32作为主机发送一个字节数据时，必然能接收到一个数据，至于数据是否处理，由程序操作。

● 全双工模式(BIDIMODE=0并且RXONLY=0) 

─  当写入数据到SPI_DR寄存器(发送缓冲器)后，传输开始； 

─  在传送第一位数据的同时，数据被并行地从发送缓冲器传送到8位的移位寄存器中，

然后按顺序被串行地移位送到MOSI引脚上； 

─  与此同时，在MISO引脚上接收到的数据，按顺序被串行地移位进入8位的移位寄存器

中，然后被并行地传送到SPI_DR寄存器(接收缓冲器)中。 

注意：也就是说，在主机模式下，发送和接收是同时进行的，所以我们发送了一个数据，也就能接收到一个数据。而STM32内部硬件是这个过程的支撑！

 

读一个字节，往里面发送0，外设就返回一个数据了，发送的0外设不处理(需要先写入命令生效)

#define SPI_ReadByte(SPIx) SPI_WriteByte(SPIx,0)

写一个字节就直接发送相应的字节，外设就返回一个数据了

u8 SPI_WriteByte(SPI_TypeDef* SPIx,u8 byte);

//spi 写一个字节...................................................................
u8 SPI_WriteByte(SPI_TypeDef* SPIx,u8 Byte)
{
 while((SPIx->SR&SPI_I2S_FLAG_TXE)==RESET);  //等待发送区空  
 SPIx->DR=Byte;   //发送一个byte  
 while((SPIx->SR&SPI_I2S_FLAG_RXNE)==RESET);//等待接收完一个byte 
 return SPIx->DR;                //返回收到的数据   
}

 
void M25P16_Write_Enable(void)
{
 Select_Flash(); 
 SPI_Flash_Write(WRITE_ENABLE); 
 NotSelect_Flash();
}

void M25P16_Read_Id(u8 * id)
{
 u8 i;
 
 Select_Flash(); 
 SPI_Flash_Write(READ_ID); 

 for(i=0;i<20;i++)
 {
  id[i] = SPI_Flash_Read(); 
 }
 
 NotSelect_Flash();
}

void M25P16_Write_Status_Reg(u8 reg)
{
 Select_Flash(); 
 SPI_Flash_Write(WRITE_STAUS_REG); 
 SPI_Flash_Write(reg);
 NotSelect_Flash();
}

 

void M25P16_Read_Data(u32 addr,u32 len,u8 *buf)
{
 u32 i;
 Select_Flash(); 
 SPI_Flash_Write(READ_DATA); 
 SPI_Flash_Write((addr>>16) & 0xff);
 SPI_Flash_Write((addr>>8) & 0xff);
 SPI_Flash_Write(addr & 0xff);
 for(i=0;i<len;i++)
 {
  buf[i]=SPI_Flash_Read();
 }
 NotSelect_Flash();
}

 

//页编程函数，页编程前一定要进行页擦除!!!
void M25P16_Page_Program(u32 addr,u16 len,u8 *buf)
{
 u32 i;
 
 M25P16_Write_Enable();
 Select_Flash(); 
 SPI_Flash_Write(PAGE_PROGRAM); 
 SPI_Flash_Write((addr>>16) & 0xff);
 SPI_Flash_Write((addr>>8) & 0xff);
 SPI_Flash_Write(addr & 0xff);

 for(i=0;i<len;i++)
  SPI_Flash_Write(buf[i]);

 NotSelect_Flash();

 while(M25P16_Read_Status_Reg()&0x01); 
}

 

以上函数搞懂了，特别市红色部分标注的为重点，对于spi也就基本清楚了，这些也算是最底层的函数了，提供基本的API供以后文件系统或其它地方使用。

 

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最后补上一些文件框架的说

首先我们把最底层的SPI初始化写上，函数如下：

 
可见有芯片自带SPI模块  有给mp3芯片的，有给flash的，还有给无线网络的，还有给软件模拟spi时序供给触摸屏的控制器的，然后我们把这个.c文件配套的.h文件给下面具体的函数包含，就能正确的选取和使用了，当这些具体功能的函数写好了后，对应得.h函数就又继续给更高级别的应用层使用。

今天先就介绍下spi_flash模块了，等天补上其它3个模块的讲解，毕竟现在是基础哦。