STM32Cube学习笔记-SPI通讯

引言使用STM32Cube开发东西最怕的就是写的代码太多，为什么呢？因为不会写，我深有体会。SPI通讯是一种常用的常用的通讯方式，同步、串行。同步代表着实时性好，串行代表着接线少，很多的设备愿意采用这种方法，废话少说，关于SPI通讯的由来，基本的原理可以百度，我这里介绍用STM32F103ZET6和W25Q64开发SPI通讯。

使用的工具

SMT32F103的开发板，SPI连接了W25Q64的Flash芯片；用到了串口作为调试；

软件是STM32Cube MX，和Keil 5，用到了串口调试助手；

文档用到了W25Q64的说明文档；开发板的原理图

开始工作

1. 打开STM32Cube MX进行基本配置，包括下载方式、时钟频率、配置串口1；

2. 配置SPI。查阅开发板的原理图，使用的是SPI1同W25Q64连接，使用的引脚是PA4、PA5、PA6、PA7，因此配置好引脚，使能SPI1，配置分频以及SPI1的一些其他配置。

3. 说明几点，配置分频为4，SPI1挂接的时钟为APB2上，时钟频率为72MHz，那么问题来了如何判断我的外设是挂接在哪个时钟上呢？我贴一下STM32f103的时钟挂接图。（切记，F103是M3的内核，F407是M4的内核，时钟是不一样的，切记切记）。

那么STM32F103的SPI支持的时钟频率是多少呢？是18MHz，因此配置为4分频，得到18MHz的SPI时钟频率。

First Bit配置，most significant bit或者是low significant bit。MSB（Most Significant Bit），即最高有效位，若MSB=1，则表示数据为负值，若MSB=0，则表示数据为正。与其相对应的LSB（Least Significant Bit），意思为最低有效位。MSB位于二进制数的最左侧，LSB位于二进制数的最右侧。

这一位是配置的双方通讯约定，就是双方配置相同就可以了，那么W25Q64是如何配置的呢？查阅W25Q64的文档，得到的结果是MSB First。

4. 然后是配置CPOL和CPHA，这两个参数是规定了四种通讯模式，即

那么如何理解这四种模式呢？模式0就是

空闲时为低电平，在奇数沿采样，即1、3、5、7、9 对应到STM32Cube MX就是下面的

模式3就是

空闲时为高电平，在偶数沿采样，即2、4、6、8、10。理解了模式0和模式3就很容易理解模式1和模式2，不过常用的就是模式0和模式3，因为好操作。对应到STM32Cube MX就是

而W25Q64支持模式0和模式3，所以这两个配置都是可以的，这个也是双方协议的事情。

SPI配置界面最下面的是校验配置，写的是无校验。

5. 上面配置完了，然后就是生成代码开始读写数据，这里先介绍生成的HAL库函数。根据前几篇博客里写的方法，找到SPI的库函数

初始化相关

HAL_StatusTypeDef HAL_SPI_Init(SPI_HandleTypeDef *hspi);
HAL_StatusTypeDef HAL_SPI_DeInit(SPI_HandleTypeDef *hspi);
void HAL_SPI_MspInit(SPI_HandleTypeDef *hspi);
void HAL_SPI_MspDeInit(SPI_HandleTypeDef *hspi);

寄存器相关
#if (USE_HAL_SPI_REGISTER_CALLBACKS == 1U)
HAL_StatusTypeDef HAL_SPI_RegisterCallback(SPI_HandleTypeDef *hspi, HAL_SPI_CallbackIDTypeDef CallbackID, pSPI_CallbackTypeDef pCallback);
HAL_StatusTypeDef HAL_SPI_UnRegisterCallback(SPI_HandleTypeDef *hspi, HAL_SPI_CallbackIDTypeDef CallbackID);
#endif /* USE_HAL_SPI_REGISTER_CALLBACKS */
数据收发
HAL_StatusTypeDef HAL_SPI_Transmit(SPI_HandleTypeDef *hspi, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout);
HAL_StatusTypeDef HAL_SPI_Receive(SPI_HandleTypeDef *hspi, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout);
HAL_StatusTypeDef HAL_SPI_TransmitReceive(SPI_HandleTypeDef *hspi, uint8_t *pTxData, uint8_t *pRxData, uint16_t Size, uint32_t Timeout);

中断相关
HAL_StatusTypeDef HAL_SPI_Transmit_IT(SPI_HandleTypeDef *hspi, uint8_t *pData, uint16_t Size);
HAL_StatusTypeDef HAL_SPI_Receive_IT(SPI_HandleTypeDef *hspi, uint8_t *pData, uint16_t Size);
HAL_StatusTypeDef HAL_SPI_TransmitReceive_IT(SPI_HandleTypeDef *hspi, uint8_t *pTxData, uint8_t *pRxData,uint16_t Size);

DMA相关
HAL_StatusTypeDef HAL_SPI_Transmit_DMA(SPI_HandleTypeDef *hspi, uint8_t *pData, uint16_t Size);
HAL_StatusTypeDef HAL_SPI_Receive_DMA(SPI_HandleTypeDef *hspi, uint8_t *pData, uint16_t Size);
HAL_StatusTypeDef HAL_SPI_TransmitReceive_DMA(SPI_HandleTypeDef *hspi, uint8_t *pTxData, uint8_t *pRxData, uint16_t Size);
HAL_StatusTypeDef HAL_SPI_DMAPause(SPI_HandleTypeDef *hspi);
HAL_StatusTypeDef HAL_SPI_DMAResume(SPI_HandleTypeDef *hspi);
HAL_StatusTypeDef HAL_SPI_DMAStop(SPI_HandleTypeDef *hspi);

我们比较关心的就是数据收发相关的函数（标红的函数）；

有三个，SPI发送，SPI接收，SPI收发。疑问：有发送函数和接收函数就好，为啥还要搞一个收发函数？

SPI通讯的方法是，output一个数据后input一个数据，就相当于把对方想发给自己的数据给“挤出来”，发送数据，就是直接HAL_SPI_Transmit，得到一个数据就是，给对方发一定长度的数据，把对方想给自己的数据传回来。假如我想收到对方发的10个数据，那就HAL_SPI_Receive，数据长度设置为10，HAL_SPI_TransmitReceive，用在同时收发的时候，size设置为10.之所以这样设置是应不同的需求场合。有的情况是同时收同时发。

6. 搞完上面的事情，现在要对FLASH进行操作。

擦除扇区-在地址上写入数据-从地址上读取数据。

W25Q64使用的是指令+地址+数据的形式。下面是指令集

以Read Data为例，就是先发03h，然后发地址高位，然后发地址中位，然后发地址低位，最后再发数据接收到从机的数据。

以Pag Program为例，这个是页写，先发02h，然后发地址，然后发要写的数据。

flash的读写过程，擦除扇区 Sector Erase 02H,擦除整片 Block Erase或者Chip Erase；

写数据之前要Write Enable，写完可以Write Disable；读一下芯片的ID等参数可以发90H，4BH，ABH等等，可以根据名称对芯片进行操作。下面就读写一下数据。

先读ID

然后是读取状态寄存器，这个是为了在SPI busy的时候等待；

然后是写使能函数和写失能函数

下面是擦除扇区函数

数据写入函数

数据读取函数

主函数调用这些进行数据读写：

本篇博客介绍了使用STM32Cube MX配置SPI，使STM32f103和W25Q64进行通讯，实现对W25Q64的读写操作。亲测可用，代码不够完善，还需要继续测试。

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