STM32接口篇之SPI接口和W25Q16初始化详解
STM32接口篇之SPI接口 ---SPI接口操作FLASH存储点点taptap安卓W25Q16初始化代码详细分析
我的其它两篇帖子请参考：
STM32库函数注释翻译，每个函数使用说明及使用示例
STM32库函数翻译，每个函数说明及示例-RCC（时钟）篇（上）
文档目的：学习STM32F4的SPI接口和FLASH存储点点taptap安卓W25Q16，通过对初始化代码分析，更好的了解STM32中SPI接口编程中的一些关键知识点。
学习素材：lW25Q16数据手册l电路原理图lSTM32F4应用手册针对W25Q16的SPI接口初始化代码
1 硬件电路说明（1）=关键原理图
FLASH点点taptap安卓接口图
http://www.stmcu.org.cn/module/forum/data/attachment/forum/201608/25/154419rk99o9f5o92o7oo7.jpg
GPIO接口图http://www.stmcu.org.cn/module/forum/data/attachment/forum/201608/25/154505xllrmahx8a9c8xqg.jpg
http://www.stmcu.org.cn/module/forum/data/attachment/forum/201608/25/154506n0e0ek099teacl1a.jpg
（2） 原理图说明首先我们看到上面第一个图，第一个图展示了W25Q16的原理图信息，我们配合W25Q16的数据手册（第六页 见下图），我们分析具体IO的连接和功能，分析结果见下表http://www.stmcu.org.cn/module/forum/data/attachment/forum/201608/25/154506cgkq6z8ee68u4q4g.jpghttp://www.stmcu.org.cn/module/forum/data/attachment/forum/201608/25/154507s247jjbd7dz2djza.jpg
管脚号名称连接的io或者信号功能
1CSPB0（不复用）片选信号 该信号低有效即当该信号为低电平的时候对W25Q16的操作是有效的
2DOPB4（复用SPI1_MOSI或者SPI3_MOSI）数据输出信号
3WP3.3V写保护输入 当该信号为低电平是开启写保护无法写入数据 从图中我们可以看出 这个管脚直接接在高电平3.3V上面 始终不开启写保护（不过做一个上拉应该会更好）
5DIPB5（复用SPI1_MISO或者SPI3_MISO）数据输入信号
6CLKPB3(复用SPI1_CLK或者SPI3_CLK)时钟信号
注意：配合（1）中的GPIO接口图，我们可以得到具体IO的复用方法，在上表中已经给出。
（3） 编程需求通过上表的分析，我们可以得出如下编程需求：lPB3（CLK）,PB4（MOSI）,PB5(MISO)初始化为复用功能（可以使用复用SPI接口或者SPI3接口,因为SPI1和SPI3控制器的相关引脚都在这三个IO上，见GPIO接口图）lPB0初始化为普通IO，该IO的功能是在操作SPI接口的时候，拉低该IO，操作结束以后，拉高该IO。l初始化配置SPI控制器，该控制器的初始化要配合W25Q16点点taptap安卓手册进行。
2 初始化程序分析（1） 代码展示
void SPI1_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;
SPI_InitTypeDefSPI_InitStructure;
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB,ENABLE);//使能GPIOB时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SPI1,ENABLE);//使能SPI1时钟
//GPIOFB3,4,5初始化设置
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin= GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode= GPIO_Mode_AF;//复用功能
GPIO_InitStructure.GPIO_OType= GPIO_OType_PP;//推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed= GPIO_Speed_100MHz;//100MHz
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd= GPIO_PuPd_UP;//上拉
GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);//初始化
GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource3,GPIO_AF_SPI1);//PB3复用为 SPI1
GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource4,GPIO_AF_SPI1);//PB4复用为 SPI1
GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource5,GPIO_AF_SPI1);//PB5复用为 SPI1
RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_SPI1,ENABLE);//复位SPI1
RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_SPI1,DISABLE);//停止复位SPI1
SPI_InitStructure.SPI_Direction= SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;
SPI_InitStructure.SPI_Mode= SPI_Mode_Master; //设置SPI工作模式:设置为主SPI
SPI_InitStructure.SPI_DataSize= SPI_DataSize_8b;
SPI_InitStructure.SPI_CPOL= SPI_CPOL_High;
SPI_InitStructure.SPI_CPHA= SPI_CPHA_2Edge; //串行同步时钟的第二个跳变沿（上升或下降）数据被采样
SPI_InitStructure.SPI_NSS= SPI_NSS_Soft; //NSS信号由硬件（NSS管脚）还是软件（使用SSI位）管理:内部NSS信号有SSI位控制 SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler= SPI_BaudRatePrescaler_256; //定义波特率预分频的值:波特率预分频值为256 SPI_InitStructure.SPI_FirstBit= SPI_FirstBit_MSB; //指定数据传输从MSB位还是LSB位开始:数据传输从MSB位开始 SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial= 7; //CRC值计算的多项式
SPI_Init(SPI1,&SPI_InitStructure);
SPI_Cmd(SPI1, ENABLE); //使能SPI外设
SPI1_ReadWriteByte(0xff);//启动传输
}
void W25QXX_Init(void){
GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB,ENABLE);//使能GPIOB时钟
//GPIOB0 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =GPIO_Pin_0;//PB0
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode =GPIO_Mode_OUT;//输出
GPIO_InitStructure.GPIO_OType =GPIO_OType_PP;//推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed =GPIO_Speed_100MHz;//100MHz
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd =GPIO_PuPd_UP;//上拉
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化
W25QXX_CS=1; //SPI FLASH不选中
SPI1_Init(); //初始化SPI
SPI1_SetSpeed(SPI_BaudRatePrescaler_2); //设置为42M时钟,高速模式
W25QXX_TYPE=W25QXX_ReadID(); //读取FLASH ID.
}
（2） 代码分析1．初始化代码总体分析由展示的代码，我们可以看出，对W25Q16的初始化主要使用了两个函数，主要调用函数void W25QXX_Init(void)对W25Q16进行初始化，而该函数又调用了SPI1_Init()函数对SPI1接口进行初始化。代码主要流程图如下： http://www.stmcu.org.cn/module/forum/data/attachment/forum/201608/25/154508hltdqpdaepepeppe.jpg
通过以上流程图，我们可以看出对W25Q16的初始化，主要是初始化SPI接口。下面对代码具体说明。
2．代码详细分析（我们主要分析SPI1接口的初始化函数）我们先分析函数voidSPI1_Init(void)，对该函数里面的没一行代码进行详细说明lGPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
SPI_InitTypeDefSPI_InitStructure;
代码分析：首先定义了两个结构体变量，这两个结构体的类型定义在GPIO和SPI的库函数中，主要作为GPIO和SPI初始化调用的参数，我们一会详细分析。
lRCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB, ENABLE);//使能GPIOB时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SPI1,ENABLE);//使能SPI1时钟
代码分析：STM32有着强大且细分的时钟系统，我们可以单独的对每一个控制器的时钟进行使能，这样可以更好的降低功耗。因此，这两句分别使能GPIOB和SPI1的时钟。关于时钟库函数的说明，请看我的《STM32库函数说明及示例-RCC篇》
lGPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode= GPIO_Mode_AF;//复用功能
GPIO_InitStructure.GPIO_OType= GPIO_OType_PP;//推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed= GPIO_Speed_100MHz;//100MHz
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd= GPIO_PuPd_UP;//上拉GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
//初始化代码分析：这几行代码主要是初始化结构体参数GPIO_InitStructure，该参数指定了GPIO的一些具体的配置，注意第二行代码，我们把PB3，PB4和PB5设置成复用功能。第三行我们采用推挽输出，可以得到更大的驱动能力。第四行我们把IO的最大翻转速度配置成100MHZ，因为考虑PB3作为SPI的时钟口，最高的频率可达42MHZ。其它关于GPIO库函数GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure)的详细解释，请见我的《STM32库函数说明及示例-GPIO篇》。
lGPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource3,GPIO_AF_SPI1); //PB3复用为 SPI1 GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource4,GPIO_AF_SPI1);//PB4复用为
SPI1GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource5,GPIO_AF_SPI1);//PB5复用为 SPI1
代码分析：以上三行实现管脚复用功能的具体配置，我们分别把PB3，PB4和PB5配置成SPI1接口的复用功能。关于该函数的详细说明，请见我的《STM32库函数说明及示例-GPIO篇》。
lRCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_SPI1,ENABLE);
RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_SPI1,DISABLE); 对SPI1接口的时钟进行复位，以便进行SPI接口的初始化操作lSPI_InitStructure.SPI_Direction =SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;
SPI_InitStructure.SPI_Mode= SPI_Mode_Master; //设置SPI工作模式:设置为主SPI
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_256;
SPI_InitStructure.SPI_FirstBit= SPI_FirstBit_MSB;
SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial= 7; //CRC值计算的多项式
SPI_Init(SPI1,&SPI_InitStructure);
代码分析：这一段代码是SPI接口初始化的关键代码，在该代码中，对结构体变量SPI_InitStructure里面的成员变量进行了初始化。以下分别进行说明：
Ø第一行使用宏SPI_Direction_2Lines_FullDuplex将SPI接口配置成双线全双工模式，因为硬件接口使用了输入和输出两个IO，所以应该是双线模式，而且W25Q16的数据是在收发两个方向同时传输，所以是全双工模式。
Ø第二行设置STM32的SPI接口工作在主模式（SPI_Mode_Master）。因为读写数据的请求都是由STM32主动发出，所以是主设备。这里，大家要搞清楚主从设备的区别，通信的发起方就是主设备。
Ø第三行设置数据长度为8位（SPI_DataSize_8b），因为W25Q16的最小传输数据单位（或者说每个地址对应的数据是1个字节）是1个字节。1个字节是8位，所以选择8位。
Ø第四行和第五行分别设置极性和相位为SPI_CPOL_High和SPI_CPHA_2Edge。SPI_CPOL_High表示时钟的初始电平位高电平，SPI_CPHA_2Edge表示在第二个边沿进行数据采样（见下图1）。这样的组合是SPI数据传输模式中的模式3。根据W25Q16的数据手册，W25Q16支持MODE0（MODE0是SPI的初识电平为低电平，在第一个边沿进行数据采样配置组合是SPI_CPOL_Low，SPI_CPHA_1Edge）和MODE3。请见图2黄色部分。因此这里我们选择MODE3，当然选择MODE0也是可以的。http://www.stmcu.org.cn/module/forum/data/attachment/forum/201608/25/154509fztbtxjrjqxpptpk.jpg图1：SPI MODE3时序图
http://www.stmcu.org.cn/module/forum/data/attachment/forum/201608/25/154508y1m0nb6i1bzb0x4x.jpg
图2
Ø第六行设置SPI_NSS信号，由软件产生。因为我们没有使用硬件NSS信号，所以选择由软件产生NSS信号。大家注意我们的CS管脚是连接到普通IO上面的，因此没有使用硬件NSS。
Ø第七行配置SPI时钟的分频值为256（SPI_BaudRatePrescaler_256），因此实际的时钟值是APB2的时钟/256 Ø第八行配置SPI的第一位是最高有效位（SPI_FirstBit_MSB）。这个也是和W25Q16相关的。请见下图红色***部分。
http://www.stmcu.org.cn/module/forum/data/attachment/forum/201608/25/154509cfvvbw8mjzcz4wv0.jpg
Ø第九行配置SPI的CRC校验多项式为7
Ø第十行调用SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure);对SPI1接口进行初始化。
lSPI_Cmd(SPI1, ENABLE); //使能SPI外设SPI1_ReadWriteByte(0xff);//启动传输
以上第一行使能SPI接口，第二行使用SPI接口写入一个0XFF，以启动数据的传输。相当于启动数据发送器。
SPI
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写得真好，学习学习，正好在做SPI 读写外部FLASH 隐藏内容
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