一、SPI简介(serial Peripheral Interface（串行 外设 接口）)
1、电路模式（采用一主多从的模式）、同步，全双工
1 所有SPI设备的SCK、MOSI、MISO分别连在一起
2 主机另外引出多条SS控制线，分别接到各从机的SS引脚
3 输出引脚配置为推挽输出，输入引脚配置为浮空或上拉输入
4 推挽输出：高低电平都有很强的驱动能力，使得SPI引脚信号的下降沿和上升沿非常迅速
5 （IIC因为要实现半双工，经常切换输出输入，IIC又要实现多主机的时钟同步和总线仲裁，若使用推挽输出任意电源短路）
6 SPI的MISO可能有冲突，一位内主机是输入，三个从机都是输出，若三个从机始终是推挽输出，势必会导致冲突。
故SPI有个规定：
当从机的SS引脚为高电平时，即从机未被选中，其MISO引脚必须切换成高阻态，高阻态相当于引脚断开，不输出任何电平，这样可以防止一条线有多个输出，导致电平冲突问题
SS为低电平时，MISO才允许变为推挽输出（切换在从机中，不需要关注）
2、4条信号线
1 SS（片选信号线（理解为从机选择线）、Slave Select）:单片机通过给片选信号线高低电平来确定哪一个从机通讯，一般当这根线为低电平时，片选才有效
2 SCK（时钟信号线、Serial Clock）：主设备产生
3 MOSI（发送信号线、Master Output Slave Input）:主设备从MOSI输出数据，而从设备通过MOSI接收数据
4 MISO（接收信号线、Master Input Slave Output）：主设备通过这根线接收数据
3、通信过程
同步，肯定有时钟，因此，SCK引脚就是用来提供时钟信号的。数据位的输出和输入都是SCK的上升沿和下降沿进行的。这样数据位的收发时刻就可以明确的确定。
全双工：数据发送和数据接收单独各占一条线。MOSI和MISO就是分别用于发送和接收的两条线路。MOSI是主机输出从机输入，主机向从机发送数据的线路。MISO就是主机从从机接收数据的线路。
SPI：仅支持一主多从，不支持多主机。I2C太麻烦，直接开辟一条通讯线，专门用来指定我要跟哪个从机进行通信，即SS从机选择线。
I2C：实现一主多从的方式是在其实条件下，主机必须先发送一个字节进行寻址，用来指定我要跟哪个从机进行通信。所以I2C要涉及分配地址和寻址的问题。
4、SPI的硬件规定、SPI的软件规定
主机：stm32
从机：存储器、显示屏、通信模块、传感器等
SPI所有通信线都是单端信号，它们的高低电平都是相对GND的电压差，所以单端信号，所有设备还需要共地。
如果从机没有独立供电，主机需要额外引出电源正极VCC给从机供电。
SCK：时钟线完全由主机掌控，所以对于主机来说，时钟线为输出，对于所有从机来说，时钟线为输入。这样主机的同步时钟，就能送到各个从机
MOSI:主机输出，从机输入
MISO:主机输入，从机输出
SS:低电平有效，主机想指定谁，就把对应的SS输出线置低电平。比如，主机初始化，所有SS线都置高电平（谁也不指定）
输出引脚：推挽输出，高低电平均有很强的驱动能力，这将使得SPI引脚信号的下降沿和上升沿非常迅速，不像I2C下降沿非常迅速，但是下降沿就非常缓慢。SPI信号变化快，自然它就能达到更高的传输速度。一般SPI信号都能轻松达到MHz的速度级别。I2C并不是不想使用更快的推挽输出，而是I2C要实现半双工，经常要切换输入输出，而且I2C又要实现多主机的时钟同步和总线仲裁，这些功能都不允许I2C使用推挽输出。（否则容易导致电源短路，I2C选择更多的功能，自然放弃更强的性能）
输入引脚：浮空或上拉输入
SPI有个缺点：如果三个从机始终都是推挽输出，主机一个是输入，势必会导致冲突。规定：当从机的SS引脚为高电平时，也就是从机未被选中，它的MISO引脚必须切换为高阻态，高阻态就相当于引脚断开，不输出任何电平。这样就可以防止一条线有多个输出，而导致的电平冲突的问题。在SS为低电平时，MISO才允许变为推挽输出。
5、I2C和SPI的比较
（1）I2C
1、I2C在硬件和软件电路设计都比较复杂，但可在消耗最低硬件资源的情况下，实现最多的功能
2、由于I2C开漏外加上拉电阻的电路结构，使得通信线高电平的驱动能力比较弱，这会导致通信线由低电平变到高电平的时候，上升沿耗时比较长，限制了IIC的最大通信速度
3、故IIC的标准模式只有100kHz的时钟频率，快速模式只有400kHz
(2)SPI
1、SPI传输更快,没有严格规定最大传输速度,最大传输速度取决于芯片厂商的设计需求,即看手册
2、SPI的设计比较简单粗暴,实现的功能没IIC多,硬件开销比较大,通行线的个数比较多哈,并且通行过程中,经常会有资源浪费的现象
3、SPI的风格：最简单最快速的完成任务,没有应答机制
6、移位示意图（SPI核心） 
左边是SPI主机，里面有一个8位的移位寄存器，右边是SPI从机，里面也有一个8位的移位寄存器。移位寄存器有一个时钟输入端，因为SPI一般是高位先行，因此，每来一个时钟，移位寄存器都会向左进行移位。移位寄存器的时钟源是由主机提供的（这里叫做波特率发生器），它产生的时钟驱动主机的移位寄存器进行移位。同时这个时钟也通过SCK引脚进行输出，接到从机的移位寄存器里。
组成一个圈
主机移位寄存器左边移出去的数据，通过MOSI引脚输入到从机移位寄存器的右边。
从机移位寄存器左边移出去的数据，通过MISO引脚输入到主机移位寄存器的右边。
（1）SPI的基础是交换一个字节
SPI通信的基础是交换一个字节，从而可以实现①发送一个字节，②接收一个字节和③发送同时接收一个字节三种功能。
（2）SPI时序基本单元
交换一个字节（模式0）（应用最多）
CPOL=0（时间极性）：空闲状态时，SCK为低电平
CPHA=0（时钟相位）：SCK第一个边沿移入数据，第二个边沿移出数据
四个模式
模式0：CPOL=0：空闲SCK为0，CPHA=0：SCK第一个边沿移入数据，第二个边沿移出
模式1：CPOL=0：空闲SCK为0，CPHA=1：SCK第一个边沿移出数据，第二个边沿移入
模式2：CPOL=0：空闲SCK为1，CPHA=0：SCK第一个边沿移入数据，第二个边沿移出
模式3：CPOL=0：空闲SCK为1，CPHA=1：SCK第一个边沿移出数据，第二个边沿移入
上述MOSI、MISO为两条线表示发送的既有可能是高电平又有可能是低电平
7、SPI完整的时序波形（基于W25Q64）
I2C中，有效数据流第一个字节是寄存器地址，之后依次是读写的数据，使用的是读写寄存器的模型。
SPI中，通常采用的是指令码加读写数据的模型。
SPI起始后，第一个交换发送给从机的数据，一般叫做指令码，在从机中，对应会定义一个指令集，当我们需要发送什么时，就可以在起始后第一个字节发送指令集里面的数据。
在W25Q64里，0X06代表的是写使能，在这里使用SPI模式0，在空闲状态，SS为高电平，SCK为低电平，MOSI和MISO电平没有严格规定。然后，SS产生下降沿，时序开始，在这个下降沿时刻，MOSI和MISO就要开始变换数据。
SCK低电平是数据变化的时期，高电平是读取数据的时期
以下：主机用0x06换来从机0xFF，但是实际上从机并没有输出，0XFF是默认高电平。 那整个时序的功能就是发送指令，指令码是0x06，从机比对后事先定义好的指令集，发现0x06是写使能的指令，那从机就会控制硬件进行写使能。这样一个指令从发送到执行就完成了。
1、发送指令（实现向从机的0x123456的地址上发送0x55）
（1）主机向SS指定的设备发送指令码0x06（写使能的指令）
（2）发送指令0x02，表示要写入
（3）指定地址0x123456：发送0x12（高位地址）、0x34、0x56（低位地址）
（4）发送指定数据0x55
2、指定地址读数
（1）主机向SS指定的设备发送指令码0x06（写使能的指令）
（2）发送指令0x03，表示要读取
（3）指定地址0x123456：发送0x12（高位地址）、0x34、0x56（低位地址）
（4）主机为高电平，从机发送数据
二、W25Q64简介
三、 软件SPI读写W25Q64
程序的整体框架
一、SPI模块（通信层）
该模块主要包含通信引脚封装、初始化以及SPI通信的3个拼图（起始、终止和交换一个字节）
二、W25Q64驱动层（基于SPI层）
在这个模块里，调用底层SPI的拼图，来拼接各种指令和功能的完整时序，比如写使能、擦除、页编程、读数据等。我们称作W25Q64的硬件驱动层
三、在主函数里调用驱动层的函数，来完成我们想要实现的功能。
main.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "W25Q64.h"
uint8_t MID;
uint16_t DID;
uint8_t ArrayWrite[] = {0x01, 0x02, 0x03, 0x04};
uint8_t ArrayRead[4];
int main(void)
{
OLED_Init();
W25Q64_Init();
OLED_ShowString(1, 1, "MID: DID:");
OLED_ShowString(2, 1, "W:");
OLED_ShowString(3, 1, "R:");
//获取ID号，检测是否通信成功
W25Q64_ReadID(&MID, &DID);
OLED_ShowHexNum(1, 5, MID, 2);
OLED_ShowHexNum(1, 12, DID, 4);
//擦除扇区
W25Q64_SectorErase(0x000000);
//页编程写入
W25Q64_PageProgram(0x000000, ArrayWrite, 4);
//读取数据
W25Q64_ReadData(0x000000, ArrayRead, 4);
OLED_ShowHexNum(2, 3, ArrayWrite[0], 2);
OLED_ShowHexNum(2, 6, ArrayWrite[1], 2);
OLED_ShowHexNum(2, 9, ArrayWrite[2], 2);
OLED_ShowHexNum(2, 12, ArrayWrite[3], 2);
OLED_ShowHexNum(3, 3, ArrayRead[0], 2);
OLED_ShowHexNum(3, 6, ArrayRead[1], 2);
OLED_ShowHexNum(3, 9, ArrayRead[2], 2);
OLED_ShowHexNum(3, 12, ArrayRead[3], 2);
while (1)
{
}
}
添加通信层代码
MySPI.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
//封装置高低电平的函数
//写SS引脚，CS片选信号A4，写数据位
void MySPI_W_SS(uint8_t BitValue)
{
GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_4, (BitAction)BitValue);
}
//写SCK引脚，时钟同步信号A5，写数据位
void MySPI_W_SCK(uint8_t BitValue)
{
GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_5, (BitAction)BitValue);
}
//写MOSI引脚，A7,写数据位
void MySPI_W_MOSI(uint8_t BitValue)
{
GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_7, (BitAction)BitValue);
}
//读MISO引脚，读数据位
uint8_t MySPI_R_MISO(void)
{
return GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_6);
}
// SPI初始化
//输出引脚配置为推挽输出，输入引脚配置为浮空或上拉输入，对于主机来说，时钟、主机输出和片选都是输出引脚
//主机输入是输入引脚
void MySPI_Init(void)
{
//引脚初始化
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;//推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_7;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; //上拉输入
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
//初始化后需要置初始化后引脚的默认电平
MySPI_W_SS(1); //片选信号，高电平，默认不选中从机
MySPI_W_SCK(0); //信号线，计划使用SPI模式0，因此默认低电平
//MOSI无要求
//MISO输入引脚，无需输出电平
}
/*SPI3个时序基本单元*/
//起始信号，CS信号置低电平
void MySPI_Start(void)
{
MySPI_W_SS(0);
}
//终止信号，CS信号置高电平
void MySPI_Stop(void)
{
MySPI_W_SS(1);
}
//前提是SS为下降沿
//交换一个字节（SPI核心部分），W25Q64支持模式0和模式3，一般选择模式0
uint8_t MySPI_SwapByte(uint8_t ByteSend) //ByteSend是传进来的参数，要通过交换一个字节的时序发送出去，返回值是ByteReceive是通过交换一个字节接收到的数据
{
//用于接收数据
uint8_t i, ByteReceive = 0x00;
//在ss下降沿后，开始交换字节
//实现时序
for (i = 0; i < 8; i ++)
{
//主机和从机同时移出数据，就是主机移出数据最高位放到MOSI上，从机移出它的数据最高位放到MISO上，（MISO数据变化是从机的事情，不归主机管）
//写MOSI，发送ByteSend由高到低位-->（放数据位）
MySPI_W_MOSI(ByteSend & (0x80 >> i)); //发送的数据是BySend的最高位
//SCK上升沿，主机和从机同时移入数据，从机会自动把B7读走，从机移入不归我们管，主机只需要读取MISO的数据即可
//SCK上升沿时，从机会自动把MOSI的数据读走
MySPI_W_SCK(1);
//读MISO，主机的任务就是把从机刚才放到MISO的数据读进来
if (MySPI_R_MISO() == 1){ByteReceive |= (0x80 >> i);} //读到的数据为接收的最高位
//SCK产生下降沿，主机和从机移出下一位
MySPI_W_SCK(0);
//通过循环，依次写入和读入B6、B5...B0
}
//返回接收到的数据
return ByteReceive;
}
/*软件的交换字节总体流程*/
/*
先SS下降沿
再移出数据
再SCK上升沿
再移入数据
再SCK下降沿
再移入数据
*/
以下方法更符合移位框图
//uint8_t MySPI_SwapByte(uint8_t ByteSend) //ByteSend是传进来的参数，要通过交换一个字节的时序发送出去，返回值是ByteReceive是通过交换一个字节接收到的数据
//{
// uint8_t i;
// //在ss下降沿后，开始交换字节
// //实现时序
// for (i = 0; i < 8; i ++)
// {
// MySPI_W_MOSI(ByteSend & 0x80);
// ByteSend <<= 1;
//
// MySPI_W_SCK(1);
//
// if (MySPI_R_MISO() == 1){ByteSend |= 0x01;}
//
// MySPI_W_SCK(0);
// //通过循环，依次写入和读入B6、B5...B0
// }
//
// return ByteSend;
//}
MySPI.h
#ifndef __MYSPI_H
#define __MYSPI_H
void MySPI_Init(void);
void MySPI_Start(void);
void MySPI_Stop(void);
uint8_t MySPI_SwapByte(uint8_t ByteSend);
#endif
W25Q64.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "MySPI.h"
#include "W25Q64_Ins.h"
void W25Q64_Init(void)
{
//作为SPI上层的W25Q64模块，需要调用底层MySPI_Init,底层初始化好，上层才能正常工作
MySPI_Init();
}
/********************************************
业务代码-拼接完整时序
********************************************/
//有两个返回值，我们使用指针来实现多返回值
void W25Q64_ReadID(uint8_t *MID, uint16_t *DID)
{
MySPI_Start();
//抛玉引砖
MySPI_SwapByte(W25Q64_JEDEC_ID); //发送的是读ID号的指令，从机收到读ID号的指令，他就会在下一次交换把ID号返回给主机
//通信过程，不同时间调用相同的函数，它的意义是不一样的
//抛砖引玉
//虽然调用同一个函数，但是它的返回值是不一样的，此时正在通信，通信是有时序的，不同时间调用相同的函数，意义是不一样的
*MID = MySPI_SwapByte(W25Q64_DUMMY_BYTE); //参数我要给从机一个东西，此时我的目的时接收，所以给它抛的东西没有意义，返回值就是厂商ID号
*DID = MySPI_SwapByte(W25Q64_DUMMY_BYTE); //收到设备ID的高8位
*DID <<= 8; //把第一次读到的数据运到DID的高8位
*DID |= MySPI_SwapByte(W25Q64_DUMMY_BYTE); //收到设备ID的低8位（第二次读取需要变为|=，不能写等于，否则高8位就置0）
MySPI_Stop(); //停止时序
}
//Write Enable
//写使能，只需要发送一个指令码06即可
void W25Q64_WriteEnable(void)
{
MySPI_Start();
MySPI_SwapByte(W25Q64_WRITE_ENABLE); //发送指令码0x06
MySPI_Stop();
}
//Read Status Register-1 主要用途是判断芯片是不是忙状态
//等待busy为0
//如果不忙，则很快退出，如果忙，就会卡在函数里面等待
void W25Q64_WaitBusy(void)
{
uint32_t Timeout;
MySPI_Start();
//发送指令码，读状态寄存器1
MySPI_SwapByte(W25Q64_READ_STATUS_REGISTER_1);
Timeout = 100000;
//接收状态寄存器（主要用途是判断芯片是不是忙状态），等待busy为0状态
//发送dumy_byte,接收数据，返回值是状态寄存器1，与上0x01，用掩码取出最低位，如果它==0x01,就是busy为1，此时进入while循环等待，否则为0
//利用连续读出状态寄存器，实现等待BUSY的功能
while ((MySPI_SwapByte(W25Q64_DUMMY_BYTE) & 0x01) == 0x01) //防止死循环
{
Timeout --;
if (Timeout == 0)
{
break;
}
}
//终止时序
MySPI_Stop();
}
//Page Program
//页编程，C语言没有24位数据类型，定义32位即可，定义指针传递数组，count表示一次写的多少个字节（256字节，因此定义为16数据类型）
//写数据的数组是输入参数，要写的数据通过数组输入，
void W25Q64_PageProgram(uint32_t Address, uint8_t *DataArray, uint16_t Count) //数组需要通过指针传递
{
uint16_t i;
W25Q64_WriteEnable();
//拼接时序
//起始
MySPI_Start();
//发送指令码
MySPI_SwapByte(W25Q64_PAGE_PROGRAM);
//交换发送3个字节地址的数据（由高到低 ）
MySPI_SwapByte(Address >> 16);
MySPI_SwapByte(Address >> 8);
MySPI_SwapByte(Address);
//地址发送完毕，即可一次发送写入的数据
for (i = 0; i < Count; i ++)
{
MySPI_SwapByte(DataArray[i]);
}
//停止时序
MySPI_Stop();
W25Q64_WaitBusy();
}
//Sector Erase
//擦除功能
void W25Q64_SectorErase(uint32_t Address)
{
//写使能
W25Q64_WriteEnable();
//起始
MySPI_Start();
//发送擦除扇区指令码20
MySPI_SwapByte(W25Q64_SECTOR_ERASE_4KB);
//再发送三个字节的地址，这样指定地址所在的整个扇区就会被擦除
MySPI_SwapByte(Address >> 16); //
MySPI_SwapByte(Address >> 8);
MySPI_SwapByte(Address);
//停止
MySPI_Stop();
W25Q64_WaitBusy();
}
//Read Data
//读数据的数组是输出参数，读到的参数通过数组输出
//读取数据没有页限制，所以读取count范围非常大
void W25Q64_ReadData(uint32_t Address, uint8_t *DataArray, uint32_t Count)
{
uint32_t i;
MySPI_Start();
MySPI_SwapByte(W25Q64_READ_DATA); //发送指令03，
//再发送3个字节地址
MySPI_SwapByte(Address >> 16);
MySPI_SwapByte(Address >> 8);
MySPI_SwapByte(Address);
//随后转入接收，可跨页读取，无限制
//开始读数据（抛砖引玉）
for (i = 0; i < Count; i ++)
{
//发送FF，置换为有用的数据
//在每次调用交换读取之后，存储器芯片内部地址指针自动自增，依次返回指定地址开始，往后线性区域地址下的数据
DataArray[i] = MySPI_SwapByte(W25Q64_DUMMY_BYTE);
}
//结束
MySPI_Stop();
}
/*注意*/
//涉及到写入操作的时序有扇区擦除和页编程（写入前需要写使能）
//在每次写操作时序结束后，调用waitBusy，事前等待、事后等待（高效）（写入操作后，芯片进入忙状态）
W25Q64.h
#ifndef __W25Q64_H
#define __W25Q64_H
void W25Q64_Init(void);
void W25Q64_ReadID(uint8_t *MID, uint16_t *DID);
void W25Q64_PageProgram(uint32_t Address, uint8_t *DataArray, uint16_t Count);
void W25Q64_SectorErase(uint32_t Address);
void W25Q64_ReadData(uint32_t Address, uint8_t *DataArray, uint32_t Count);
#endif
W25Q64_Ins.h
#ifndef __W25Q64_INS_H
#define __W25Q64_INS_H
//根据W25Q64手册，写出所有的指令名称和指令码
#define W25Q64_WRITE_ENABLE 0x06
#define W25Q64_WRITE_DISABLE 0x04
#define W25Q64_READ_STATUS_REGISTER_1 0x05
#define W25Q64_READ_STATUS_REGISTER_2 0x35
#define W25Q64_WRITE_STATUS_REGISTER 0x01
#define W25Q64_PAGE_PROGRAM 0x02
#define W25Q64_QUAD_PAGE_PROGRAM 0x32
#define W25Q64_BLOCK_ERASE_64KB 0xD8
#define W25Q64_BLOCK_ERASE_32KB 0x52
#define W25Q64_SECTOR_ERASE_4KB 0x20
#define W25Q64_CHIP_ERASE 0xC7
#define W25Q64_ERASE_SUSPEND 0x75
#define W25Q64_ERASE_RESUME 0x7A
#define W25Q64_POWER_DOWN 0xB9
#define W25Q64_HIGH_PERFORMANCE_MODE 0xA3
#define W25Q64_CONTINUOUS_READ_MODE_RESET 0xFF
#define W25Q64_RELEASE_POWER_DOWN_HPM_DEVICE_ID 0xAB
#define W25Q64_MANUFACTURER_DEVICE_ID 0x90
#define W25Q64_READ_UNIQUE_ID 0x4B
#define W25Q64_JEDEC_ID 0x9F
#define W25Q64_READ_DATA 0x03
#define W25Q64_FAST_READ 0x0B
#define W25Q64_FAST_READ_DUAL_OUTPUT 0x3B
#define W25Q64_FAST_READ_DUAL_IO 0xBB
#define W25Q64_FAST_READ_QUAD_OUTPUT 0x6B
#define W25Q64_FAST_READ_QUAD_IO 0xEB
#define W25Q64_OCTAL_WORD_READ_QUAD_IO 0xE3
//在接收数据时交换过去的无用数据
#define W25Q64_DUMMY_BYTE 0xFF
#endif
四、硬件SPI读写W25Q64（代码）
软件SPI就是用代码手动翻转电平，来实现时序，优势是方便灵活
硬件SPI就是使用STM32内部的SPI外设来实现时序，优势是高性能，节省软件资源
SPI外设简介
1、硬件电路自动生成时序，不用手动翻转电平，节省软件资源
2、SPI外设的功能和参数
3、常用：8位（一个字节），高位先行
4、SPI、IIC高位先行
5、串口低位先行
（低位先行要反过来看）
时钟频率：传输速率
PCLK：外设时钟
SPI1挂载在APB2，PCLK是72M
SPI2挂载在APB1，PCLK是36M
最高频率是PCLK的2分频，最低频率是PCLK的256分频。
常用：SPI做主机
全双工：一根MOSI用于主机发送，一根MISO用于主机接收
半双工：去掉其中一根线，只在其中一根线上分时进行发送或接收
单工：直接去掉接收的数据线，再发送数据线进行只发的数据传输，只发模式，只收模式同理
SPI框图
图上表示的是低位先行：移位寄存器，右边的数据低位一位一位地从MOSI移出去，然后MISO的数据一位一位地移入到左边的数据高位
主从模式切换：
两个缓冲区实际上就是数据寄存器DR。发送数据缓冲区，就是发送数据寄存器TDR，接收缓冲区就是接收数据寄存器RDR。与串口一样，TDR和RDR占用同一个地址，统一叫做DR。
数据寄存器和移位寄存器打配合，可以实现连续的数据流
比如需要连续发送一批数据，第一个数据写入到TDR（发送缓冲区，当移位寄存器没有数据移位时，TDR的数据会立刻转入移位寄存器，开始移位，这个转入时刻，会置状态寄存器的TXE为1，表示发送寄存器为空，当我们检查TXE置1后，紧跟着，下一个数据，就可以提前写入到TDR里等候，一旦上一个数据发送完毕，下一个数据就可以立刻跟进，实现不间断的连续传输。然后移位寄存器这里，一旦有数据过来，它就会自动产生时钟，将数据移出去。在移出的过程中，MISO的数据也会移入。一旦数据移出完成，数据移入也就完成了。这时，移入的数据就会从移位寄存器转入到接收缓冲区RDR，此时，会置状态寄存器的RXNE为1，表示接受寄存器非空，当我们检查RXNE置1后，就要尽快把数据从RDR读出来。在写一个数据到来之前，读出RDR，就可以实现连续接收。否则，如果下一个数据已经收到了，上一个数据还没从RDR读出来，那RDR的数据就会被覆盖。就不能实现连续的数据流。）
简而言之
发送数据先写入TDR，再转到移位寄存器发送，移位寄存器在发送的同时接收数据，接收到的数据转到RDR，再从RDR读取数据。
SPI简洁框图
移位寄存器是左移，高位移出去，通过GPIO到MOSI，从MOSI输出，显然这时SPI的主机
之后移入的数据从MISO进来，通过GPIO，到移位寄存器的低位，这样循环8次，就能实现主机和从机交换一个字节。
然后TDR和RDR的配合可以实现连续的数据流。
TDR数据，整体转入移位寄存器的时刻，置TXE标志位（空），移位寄存器数据，整体转入RDR的时刻，置RXNE标志位（非空）
波特率发生器，产生时钟，输出到SCK引脚
数据控制器就看成是一个管理员，它控制着所有电路的运行。
最后开关控制就是SPI_Cmd, 初始化后，给个ENABLE，使能整个外设。
在一主多从的模型下，使用普通的GPIO模拟的SS是最佳选择。
运行控制部分
如何产生具体时序，什么时候写DR，什么时候读DR
首先，配置还是SPI模式3，SCK默认高电平。我们想要发送数据时，如果检测到TXE=1，TDR为空，就软件写入0xF1到SPI_DR，TDR的值变为F1，TXE变为0（TDR非空），目前移位寄存器为空。所以F1会立刻转入移位寄存器开始发送，波形产生，并且TXE重置为1，表示TDR为空，表示你可以把下一个数据放在TDR里等候。连续传输与非连续传输的区别：此时，TXE=1，不着急把下一个数据写进去，而是一直等待，等第一个字节的时序结束，此时接收第一个字节也完成，RXNE置1，等待RXNE置1后，先把第一个接收到的数据读出来，之后再写入下一个字节数据。
总结：
第一步：等待TXE为1
第二步：写入发送的数据到TDR（当移位寄存器为空，该数据会立刻转入移位寄存器开始发送）
第三步：等待RXNE为1（表示RDR非空）
第四步：读取RDR接收的数据
之后交换第二个字节，重复这4步
因此，可以将以上4步封装为1个函数，调用一次，交换一个字节。
不同SCK的频率，间隙的影响（拖后腿情况）
频率越高，间隙越明显。
软件/硬件波形对比
硬件波形数据线的变化是紧贴SCK边沿的，而软件波形，数据线的变化，再边沿后有一些延迟。
下降沿和低电平期间，都可以作为数据变化的时刻，只是硬件波形会紧贴边沿，软件波形，一半只能在电平期间。
代码
底层实现由软件改为硬件（初始化和时序执行步骤），在MySPI.c程序修改即可。
基于通讯层的业务代码（W25Q64）不需要更改，因为这些部分只是调用底层的通信函数来实现功能。
SPI的硬件实现：非连续传输方案
初始化流程：
1、开启时钟，开启SPI和GPIO的时钟
2、初始化GPIO口，其中SCK和MOSI是由硬件外设控制的输出信号，所以配置为复用推挽输出，MISO是硬件外设的输入信号，所以可以配置为上拉输入。SS引脚是软件控制的输出信号，所以配置为通用推挽输出。
3、配置SPI外设，使用一个结构体选参数即可，再调用SPI_init(),里面的各种参数，如8位/16位数据帧、高位先行/低位先行，spi模式几，主机还是从机等。
4、开关控制SPI_cmd，给SPI使能。
运行控制部分：产生交换字节的时序
- 写DR
- 读DR
- 获取状态标志位
MySPI.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
/**
* 函 数：SPI写SS引脚电平，SS仍由软件模拟
* 参 数：BitValue 协议层传入的当前需要写入SS的电平，范围0~1
* 返 回 值：无
* 注意事项：此函数需要用户实现内容，当BitValue为0时，需要置SS为低电平，当BitValue为1时，需要置SS为高电平
*/
void MySPI_W_SS(uint8_t BitValue)
{
GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_4, (BitAction)BitValue); //根据BitValue，设置SS引脚的电平
}
/**
* 函 数：SPI初始化
* 参 数：无
* 返 回 值：无
*/
void MySPI_Init(void)
{
/*开启时钟*/
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //开启GPIOA的时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SPI1, ENABLE); //开启SPI1的时钟
/*GPIO初始化*/
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //将PA4引脚初始化为推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_7;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //将PA5和PA7引脚初始化为复用推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //将PA6引脚初始化为上拉输入
/*SPI初始化*/
SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure; //定义结构体变量
SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master; //模式，选择为SPI主模式
SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex; //方向，选择2线全双工
SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b; //数据宽度，选择为8位
SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB; //先行位，选择高位先行
SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_128; //波特率分频，选择128分频
SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low; //SPI极性，选择低极性
SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_1Edge; //SPI相位，选择第一个时钟边沿采样，极性和相位决定选择SPI模式0
SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft; //NSS，选择由软件控制
SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7; //CRC多项式，暂时用不到，给默认值7
SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure); //将结构体变量交给SPI_Init，配置SPI1
/*SPI使能*/
SPI_Cmd(SPI1, ENABLE); 
