STM32 Cubemx配置SPI编程(使用Flash模块)

文章目录

  • 前言
  • 一、W25Q64模块介绍
  • 二、STM32Cubemx配置SPI
  • 三、SPI HAL库操作函数分析
    • 3.1查询方式
    • 3.2中断方式
  • 四、Flash时序分析
    • 1.读器件ID指令
    • 2.写使能
    • 3.擦除扇区
    • 4.页编程
    • 5.读数据
    • 6.读状态寄存器
  • 五、Flash驱动程序编写
    • 1.代码编写测试
  • 总结


前言

本篇文章来为大家讲解一下Flash模块的使用方法,Flash模块这里选择W25Q64模块。

一、W25Q64模块介绍

W25Q64 是一款由 Winbond 公司生产的串行闪存存储器,属于其 W25Q 系列产品。以下是关于 W25Q64 模块的一些基本信息:

存储容量:W25Q64 模块通常具有 64 Megabit(Mb)的存储容量,相当于 8 Megabyte(MB)。

接口:W25Q64 采用串行外围接口(SPI)进行通信。SPI 接口是一种通用的、简单的串行通信协议,通常用于与微控制器、传感器和其他外设进行通信。

工作电压:W25Q64 通常支持 2.7V 至 3.6V 的工作电压范围。

主要特点:

高速串行接口:W25Q64 支持高达 104 MHz 的串行时钟速率,使得数据读写速度快。

大容量存储:64 Mb 的存储容量足够存储大量的数据。

低功耗:W25Q64 在读取和待机模式下具有低功耗特性,适合于要求电源效率的应用场景。

扇区擦除:支持扇区擦除,使得对存储器的擦除操作更加灵活。

写保护:W25Q64 具有写保护功能,可保护存储器中的数据不受意外写入。

应用领域:W25Q64 可广泛应用于嵌入式系统中,如智能家居设备、工业控制系统、网络设备、汽车电子等领域。它常用于存储固件、配置文件、日志数据等。

支持软件:通常,W25Q64 模块可以与多种嵌入式系统和开发平台兼容,并且厂商通常会提供相应的驱动程序和示例代码,以便开发人员轻松地集成和使用该模块。

二、STM32Cubemx配置SPI

SPI Flash模块一共有6根线,接线方式如下:

VCC3.3V
GNDGND
SCKSPI_SCK
DOSPI_MISO
DISPI_MOSI

在这里插入图片描述
配置PB9为输出模式,作为片选引脚。
在这里插入图片描述

三、SPI HAL库操作函数分析

3.1查询方式

HAL_SPI_TransmitReceive():用于同时发送和接收数据。它的原型为:

HAL_StatusTypeDef HAL_SPI_TransmitReceive(SPI_HandleTypeDef *hspi, uint8_t *pTxData, uint8_t *pRxData, uint16_t Size, uint32_t Timeout);

返回值:返回一个HAL_StatusTypeDef类型的枚举值,表示函数执行的状态。通常用HAL_OK表示成功,其他值表示错误。

参数:

hspi:SPI句柄,包含了SPI的配置信息和状态信息。
pTxData:指向要发送数据的缓冲区的指针。
pRxData:指向接收数据的缓冲区的指针。
Size:要发送/接收的数据字节数。
Timeout:超时时间,以毫秒为单位。如果超过这个时间函数还没有完成,则返回超时错误。

发送数据和接收数据过程:
在这里插入图片描述
代码分析:

while ((hspi->TxXferCount > 0U) || (hspi->RxXferCount > 0U)): 这是一个 while 循环,其条件是直到所有的数据都传输完成,即直到 TxXferCount 和 RxXferCount 均为零时才退出循环。TxXferCount 表示待发送的数据数量,RxXferCount 表示待接收的数据数量。

if ((__HAL_SPI_GET_FLAG(hspi, SPI_FLAG_TXE)) && (hspi->TxXferCount > 0U) && (txallowed == 1U)): 这是一个条件判断语句,检查是否满足以下条件:SPI 发送缓冲区为空 (SPI_FLAG_TXE)、仍有待发送的数据 (TxXferCount > 0U),并且允许发送数据 (txallowed == 1U)。如果条件成立,则将待发送数据写入到 SPI 数据寄存器 (DR) 中,并更新相关的变量,表示已发送了一个字节的数据。

txallowed = 0U;: 将 txallowed 置为 0,表示下一个操作将是接收操作,而不是发送操作。

if ((__HAL_SPI_GET_FLAG(hspi, SPI_FLAG_RXNE)) && (hspi->RxXferCount > 0U)): 这是另一个条件判断语句,检查是否满足以下条件:SPI 接收缓冲区非空 (SPI_FLAG_RXNE),并且仍有待接收的数据 (RxXferCount > 0U)。如果条件成立,则从 SPI 数据寄存器 (DR) 中读取接收到的数据,并将其存储到接收缓冲区中。

txallowed = 1U;: 将 txallowed 置为 1,表示下一个操作将是发送操作,允许发送数据。

if ((((HAL_GetTick() - tickstart) >= Timeout) && ((Timeout != HAL_MAX_DELAY))) || (Timeout == 0U)): 这个条件判断语句用于检查是否超时。它检查了两个条件:一是从开始传输到当前时刻的时间是否超过了设定的超时时间 Timeout,并且 Timeout 不是设置为无限等待;二是如果 Timeout 被设置为 0,表示立即超时。如果超时条件满足,则会将错误码置为超时错误,并跳转到错误处理的标签 error。

HAL_SPI_Transmit():用于只发送数据而不接收。它的原型为:

HAL_StatusTypeDef HAL_SPI_Transmit(SPI_HandleTypeDef *hspi, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout);

返回值:同样返回HAL_StatusTypeDef类型的枚举值,表示函数执行的状态。

参数:

hspi:SPI句柄,包含了SPI的配置信息和状态信息。
pData:指向要发送数据的缓冲区的指针。
Size:要发送的数据字节数。
Timeout:超时时间,以毫秒为单位。

在这里插入图片描述

HAL_SPI_Receive():用于只接收数据而不发送。它的原型为:

HAL_StatusTypeDef HAL_SPI_Receive(SPI_HandleTypeDef *hspi, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout);

返回值:同样返回HAL_StatusTypeDef类型的枚举值,表示函数执行的状态。

参数:

hspi:SPI句柄,包含了SPI的配置信息和状态信息。
pData:指向接收数据的缓冲区的指针。
Size:要接收的数据字节数。
Timeout:超时时间,以毫秒为单位。

在这里插入图片描述

3.2中断方式

中断方式这里就只分析下面一个函数;

HAL_StatusTypeDef HAL_SPI_TransmitReceive_IT(SPI_HandleTypeDef *hspi, uint8_t *pTxData, uint8_t *pRxData, uint16_t Size)

参数:

hspi:指向 SPI 外设句柄的指针,其中包含了 SPI 外设的配置和状态信息。
pTxData:指向要发送数据的缓冲区的指针。
pRxData:指向用于接收数据的缓冲区的指针。
Size:要发送/接收的数据的数量。

函数的返回值是一个 HAL_StatusTypeDef 类型的枚举,表示函数执行的状态,可能的返回值包括 HAL_OK(成功)和各种错误代码,如 HAL_ERROR、HAL_BUSY 等。

这个函数的作用是在 SPI 通信中以中断的方式进行数据的传输和接收。它允许将发送和接收的数据分别存储在两个不同的缓冲区中,因此可以同时进行数据的发送和接收。

这个函数主要就是将SPI中断打开并且设置中断服务程序代码。
在这里插入图片描述
具体中断的调用流程:
在这里插入图片描述
当发生中断调用设置的SPI_2linesRxISR_8BIT和SPI_2linesTxISR_8BIT两个函数。

在这里插入图片描述

在这两个函数的内部会判断是否有数据可以接收或者是发送,当数据接收和发送都完成后会关闭中断。
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
在SPI_CloseRxTx_ISR函数中会调用到HAL_SPI_TxRxCpltCallback回调函数。
在这里插入图片描述

四、Flash时序分析

这里我们主要会实现四个提供给外部可以使用到的函数分别是:

在这里插入图片描述

1.读器件ID指令

读器件ID的时候首先需要先将片选引脚拉低,然后再写入9Fh指令,然后就能够读取到制造ID,存储器ID,兼容性ID。
在这里插入图片描述
在发送完9Fh指令后还需要再发送一个指令(可以随意),因为在DO数据线上第一个数据是没有意义的数据,又因为SPI通信发送多少个数据就会接收多少个数据,所以在这里需要再次发送一个数据出去,才能读取到器件的ID。
在这里插入图片描述

2.写使能

在进行页编程,扇区擦除,块区擦除,芯片擦除和写状态寄存器命令之前都需要进行写使能。

写使能的操作也不是特别难,首先拉低CS引脚,然后写入06h,再拉高CS引脚。
在这里插入图片描述

3.擦除扇区

在Flash模块中一个扇区的大小是4K字节。

在进行扇区擦除的时候需要先进行写使能,然后拉低CS引脚,再写入20h和24位的地址,擦除完成后BUSY位会变为0。
在这里插入图片描述

4.页编程

在进行页编程的时候,需要先进行写使能,然后把CS拉低,再写入02h指令,再把24位的地址写入,写完数据后把CS拉高,最后等待写入完成。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

5.读数据

在读数据的时候首先把CS引脚拉低,然后写入03h指令,然后再写入要读取的24位地址,然后就可以读取到对应的数据,只要时钟线不停止就可以把整个芯片存储区的数据读取出来,最后拉低CS引脚。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

6.读状态寄存器

在读状态寄存器时先将CS拉低,然后写入05h指令,当识别到是05h指令的时候芯片就会把状态寄存器的值输出,这个时候就可以读取到状态寄存器的值。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
首先读取到的是BUSY位。
在这里插入图片描述

五、Flash驱动程序编写

1.代码编写测试

创建两个文件spiflash.c和spiflash.h用来管理SPI Flash的驱动程序:
spiflash.h

#ifndef __SPIFLASH_H__
#define __SPIFLASH_H__

#include "main.h"

int SPIFlash_ReadID(void);

int SPIFlash_EraseSector(uint32_t addr);
	
int SPIFlash_Write(uint16_t addr, uint8_t* datas, uint16_t len);

int SPIFlash_Read(uint16_t addr, uint8_t* datas, uint16_t len);


#endif

spiflash.c

#include "spiflash.h"

#define TIMEOUT			1000//超时时间

extern SPI_HandleTypeDef hspi1;

extern void WaitTxCplt(int timeout);
extern void WaitTxRxCplt(int timeout);
extern void WaitRxCplt(int timeout);

//选择从机拉低CS
static void CSEnable(void)
{
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_9, GPIO_PIN_RESET);
}

//拉高CS结束通信过程
static void CSDisable(void)
{
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_9, GPIO_PIN_SET);
}

//写使能
static void WriteEnable(void)
{
	uint8_t data = 0x06;
	CSEnable();//拉低CS引脚,选中设备
	HAL_SPI_Transmit_IT(&hspi1, &data, 1);
	WaitTxCplt(TIMEOUT);//等待发送完成数据
	CSDisable();//拉高CS引脚,失能设备
}

//读状态寄存器
static int ReadStatusReg(void)
{
	uint8_t TxBuf[2] = {0x05, 0xff};//发送数据数组
	uint8_t RxBuf[2] = {0, 0};//接收数据数组
	CSEnable();//拉低CS引脚,选中设备
	HAL_SPI_TransmitReceive_IT(&hspi1, TxBuf, RxBuf, 2);
	WaitTxRxCplt(TIMEOUT);//等待发送接收完成数据
	CSDisable();//拉高CS引脚,失能设备
	
	return RxBuf[1];
}

//等待Flash模块就绪
static int SPIFlash_WaitReady(void)
{
	while (ReadStatusReg() & 1 == 1);
}

//读器件ID
int SPIFlash_ReadID(void)
{
	uint8_t TxBuf[2] = {0x9F, 0x00};//发送数据数组
	uint8_t RxBuf[2] = {0, 0};//接收数据数组
	CSEnable();//拉低CS引脚,选中设备
	HAL_SPI_TransmitReceive_IT(&hspi1, TxBuf, RxBuf, 2);
	WaitTxRxCplt(TIMEOUT);//等待发送接收完成数据
	CSDisable();//拉高CS引脚,失能设备

	return RxBuf[1];
}

//擦除扇区
int SPIFlash_EraseSector(uint32_t addr)
{
	uint8_t TxBuf[4] = {0x20};
	//得到24bit地址
	TxBuf[1] = (addr >> 16) & 0xff;
	TxBuf[2] = (addr >> 8) & 0xff;
	TxBuf[3] = (addr >> 0) & 0xff;
	
	//写使能
	WriteEnable();
	CSEnable();//拉低CS引脚,选中设备
	HAL_SPI_Transmit_IT(&hspi1, TxBuf, 4);
	WaitTxCplt(TIMEOUT);//等待发送完成数据
	CSDisable();//拉高CS引脚,失能设备
	//等待就绪
	SPIFlash_WaitReady();

	return 0;
}

//写数据
int SPIFlash_Write(uint16_t addr, uint8_t* datas, uint16_t len)
{
	uint8_t TxBuf[4] = {0x02};
	//得到24bit地址
	TxBuf[1] = (addr >> 16) & 0xff;
	TxBuf[2] = (addr >> 8) & 0xff;
	TxBuf[3] = (addr >> 0) & 0xff;

	//写使能
	WriteEnable();
	CSEnable();//拉低CS引脚,选中设备
	
	//写命令和写地址
	HAL_SPI_Transmit_IT(&hspi1, TxBuf, 4);
	WaitTxCplt(TIMEOUT);//等待发送完成数据
	
	//写数据
	HAL_SPI_Transmit_IT(&hspi1, datas, len);
	WaitTxCplt(TIMEOUT);//等待发送完成数据
	
	CSDisable();//拉高CS引脚,失能设备
	//等待就绪
	SPIFlash_WaitReady();
	
	return 0;
}

//读数据
int SPIFlash_Read(uint16_t addr, uint8_t* datas, uint16_t len)
{
	uint8_t TxBuf[4] = {0x03};
	//得到24bit地址
	TxBuf[1] = (addr >> 16) & 0xff;
	TxBuf[2] = (addr >> 8) & 0xff;
	TxBuf[3] = (addr >> 0) & 0xff;
		
	CSEnable();//拉低CS引脚,选中设备
	
	//写命令和写地址
	HAL_SPI_Transmit_IT(&hspi1, TxBuf, 4);
	WaitTxCplt(TIMEOUT);//等待发送完成数据

	//读数据
	HAL_SPI_Receive_IT(&hspi1, datas, len);
	WaitRxCplt(TIMEOUT);//等待读取数据完成
	
	CSDisable();//拉高CS引脚,失能设备
	
	return 0;
}

这里会使用到中断的方式来处理发送和接收数据完成:

//标志位用于标志是否发送和接收完成数据
static volatile int g_spi1_tx_complete = 0;
static volatile int g_spi1_rx_complete = 0;
static volatile int g_spi1_txrx_complete = 0;

//发送数据完成中断
void HAL_SPI_TxCpltCallback(SPI_HandleTypeDef *hspi)
{
	if (hspi == &hspi1)
	{
		g_spi1_tx_complete = 1;//接收到数据后标志位置为1
	}
}

//等待发送数据完成
void WaitTxCplt(int timeout)
{
	while (g_spi1_tx_complete == 0 && timeout--)
	{
		HAL_Delay(1);
	}
	
	g_spi1_tx_complete = 0;
}

//接收数据完成中断回调函数
void HAL_SPI_RxCpltCallback(SPI_HandleTypeDef *hspi)
{
	if (hspi == &hspi1)
	{
		g_spi1_rx_complete = 1;//发送完成数据后标志位置为1
	}
}

//等待接收数据完成
void WaitRxCplt(int timeout)
{
	while (g_spi1_rx_complete == 0 && timeout--)
	{
		HAL_Delay(1);
	}
	
	g_spi1_rx_complete = 0;
}

//发送接收数据完成中断回调函数
void HAL_SPI_TxRxCpltCallback(SPI_HandleTypeDef *hspi)
{
	if (hspi == &hspi1)
	{
		g_spi1_txrx_complete = 1;//发送接收完成数据后标志位置为1
	}
}

//等待发送接收数据完成
void WaitTxRxCplt(int timeout)
{
	while (g_spi1_txrx_complete == 0 && timeout--)
	{
		HAL_Delay(1);
	}
	g_spi1_txrx_complete = 0;
}

总结

本篇文章主要讲解了STM32Cubemx配置SPI的流程以及Flash驱动程序的编写。

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:/a/415270.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系我们进行投诉反馈qq邮箱809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

华为云项目部署

前端部署 将dist文件夹下的内容拷贝到/usr/local/nginx/html下 #启动脚本是在 # /usr/local/nginx/sbin/nginx #启动 /usr/local/nginx/sbin/nginx -c /usr/local/nginx/conf/nginx.conf #停止 /usr/local/nginx/sbin/nginx -s stop #重载 /usr/local/nginx/sbin/nginx -s rel…

【基于React实现共享单车管理系统】—项目简介(一)

【基于React实现共享单车管理系统】—项目简介(一) 一、项目整体架构

springboot227旅游管理系统

springboot旅游管理系统设计与实现 摘 要 现代经济快节奏发展以及不断完善升级的信息化技术,让传统数据信息的管理升级为软件存储,归纳,集中处理数据信息的管理方式。本旅游管理系统就是在这样的大环境下诞生,其可以帮助使用者在…

结合CMD文件,将变量写到ROM和Falsh中

结合CMD文件,将变量写到ROM和Falsh中 RAM是一种易失性存储器,它用于临时存储计算机程序和数据。当计算机关闭或断电时,RAM中的数据将丢失。RAM具有很快的读写速度,但容量有限。 Flash是一种非易失性存储器,它可以长期存储数据而不会丢失。Flash存储器通常用于存储操作系统…

K8S部署postgresql

(作者:陈玓玏) 一、前置条件 已部署k8s,服务端版本为1.21.14 二、部署postgresql 拉取镜像,docker pull postgres,不指定版本,自动从docker hub拉取最新版本;配置configmap&…

Redis的高性能之道

前言:做码农这么多年,我也读过很多开源软件或者框架的源码,在我看来,Redis是我看过写得最优美、最像一件艺术品的软件,正如Redis之父自己说的那样,他宁愿以一个糟糕的艺术家身份而不是一名好程序员被别人记…

每日OJ题_牛客DD1 连续最大和(IO型OJ)

目录 牛客DD1 连续最大和 解析代码 牛客DD1 连续最大和 连续最大和_牛客题霸_牛客网 解析代码 #include <climits> #include <iostream> #include <vector> using namespace std; int main() {int n 0;cin >> n;vector<int> arr(n);for (in…

TypeScript学习

TypeScript 是一种基于 JavaScript 构建的强类型编程语言。 ts不是js的替代只是为了大型项目更好的扩展&#xff0c;微软编写的一个强类型的脚本。 ts中对参数&#xff0c;变量&#xff0c;返回值 都有限制&#xff0c;不像js那么随意&#xff0c;类的定义也更严格&#xff0…

vscode右键菜单栏功能说明

本文主要介绍在vscode中的python代码文件中&#xff0c;单击鼠标右键出现的菜单栏功能。部分功能可能与安装插件相关&#xff0c;主要用于个人查阅。 单击右键菜单栏如下&#xff1a; GO to xx类型命令 “Go to Definition”、“Go to Declaration”、"Go to Type Defin…

数据结构(C语言)代码实现(十)——链队列循环队列

目录 参考资料 链队列的实现 LinkQueue.h LinkQueue.cpp 测试函数test.cpp 测试结果 循环队列的实现&#xff08;最小操作子集&#xff09; 完整代码 测试结果 参考资料 数据结构严蔚敏版 链队列的实现 LinkQueue.h #pragma once #include <cstdio> #incl…

springboot之jdbc、druid、mybatis

springboot整合jdbc spring:datasource:driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driverurl: jdbc:mysql://192.168.52.3:3306/mybatis?useUnicodetrue&characterEncodingutf-8&serverTimezoneUTCusername: rootpassword: root<?xml version"1.0" encodi…

SpringBoot+Vue全栈开发-刘老师教编程(b站)(三)

vue框架快速上手 1.导入vue的脚本文件 2.声明要被vue所控制的DOM区域 3.创建vue的实例对象 1.基本用法 <!DOCTYPE html> <html lang"en"> <head><meta charset"UTF-8"><meta http-equiv"X-UA-Compatible" content&…

2024.2.28

什么是回调函数&#xff1a;回调函数就是一个参数&#xff0c;将这个函数作为参数传到另一个函数里面&#xff0c;当那个函数执行完之后&#xff0c; 再执行传进去的这个函数。这个过程就叫做回调 结构体和共用体的区别&#xff1a;结构体的各个成员会占用不同的内存&#xff…

【ArcGIS】基本概念-空间参考与变换

ArcGIS基本概念-空间参考与变换 1 空间参考与地图投影1.1 空间参考1.2 大地坐标系&#xff08;地理坐标系&#xff09;1.3 投影坐标系总结 2 投影变换预处理2.1 定义投影2.2 转换自定义地理&#xff08;坐标&#xff09;变换2.3 转换坐标记法 3 投影变换3.1 矢量数据的投影变换…

Django模型进阶(Mysql配置、模型管理,表关联、一对一、一对多,多对多)

模型进阶&#xff1a; Mysql配置&#xff1a; 1.安装mysql 2安装MySQL驱动&#xff0c;使⽤mysqlclient pip install mysqlclient pip install -i https://pypi.douban.com/simple mysqlclientLinux Ubuntu下需要先安装&#xff1a;apt install libmysqld-dev 再安装: apt…

[spark] RDD 编程指南(翻译)

Overview 从高层次来看&#xff0c;每个 Spark 应用程序都包含一个driver program&#xff0c;该程序运行用户的main方法并在集群上执行各种并行操作。 Spark 提供的主要抽象是 resilient distributed dataset&#xff08;RDD)&#xff0c;它是跨集群节点分区的元素集合&…

【C++】结构体类

文章目录 问题提出一、结构体1.1结构体的声明1.1.1正常定义的结构体1.1.2在声明结构体的同时声明变量1.1.3typedef1.1.4成员变量 1.2结构体成员变量的使用1.2.1成员运算符 .1.2.2成员运算符 -> 1.3内存对齐1.3.1什么是内存对齐1.3.2内存对齐原则1.3.3结构体成员的定义顺序 1…

ISP代理是什么?怎么用?

在跨境出海业务中&#xff0c;代理IP对于您的在线任务至关重要&#xff0c;尤其是对于那些运行多个帐户的人来说。为您的帐户选择正确类型的代理对于确保帐户安全非常重要&#xff0c;劣质的IP容易使账号遭受封号风险。IPFoxy的多种代理IP类型应用范围各有侧重&#xff0c;其中…

Java 小项目开发日记 02(用户接口的开发)

Java 小项目开发日记 02&#xff08;用户接口的开发&#xff09; 项目目录 配置文件&#xff08;pom.xml&#xff09; <project xmlns"http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi"http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"xsi:schemaLocation&q…

2007-2022年上市公司绿色化转型数据(仅结果)

2007-2022年上市公司绿色化转型数据&#xff08;仅结果&#xff09; 1、时间&#xff1a;2007-2022年 2、范围&#xff1a;上市公司 3、来源&#xff1a;上市公司年报、上市公司社会责任报告、上市公司网站信息 4、指标&#xff1a;证券代码、年份、绿色化转型 5、方法说明…