STM32CubeMX系列教程11:串行外设接口SPI(二)
1.新建工程
本章程序在串口printf工程的基础上修改，复制串口printf的工程，修改文件夹名。击STM32F746I.ioc打开STM32cubeMX的工程文件重新配置。SPI1选择全双工主模式，不开启NSS。配置PA7为SPI_MOSI,PA6为SPI_MISO,PA5为SPI_SCK，PA4配置为GPIO输出模式，作为片选信号。
SPI配置中设置数据长度为8bit,MSB先输出分频为64分频，则波特率为1.6875 MBits/s。其他为默认设置。
Motorla格式，CPOL设置为Low,CPHA设置为第一个边沿。不开启CRC检验，NSS为软件控制。
在GPIO管脚配置中设置PA4的用户标签为SPI1_CS。
下面为W25QXX的驱动文件。下载加压并添加进工程中。
在工程目录下新建文件夹BSP,把刚才下载的文件复制进去。
在工程框中，选择工程名按鼠标右键添加组，修改组名称为Drivers/BSP，选择刚才BSP文件夹的路径，添加W25QXX.c文件。
重新编译工程，看是否有错误。
2.W25Qxx驱动函数介绍
在W25QXX.c文件中有很多操作函数，这个只接收几个简单的函数。
/**
* @brief Read Manufacture/Device ID.
* @param return value address
* @retval None
*/
void BSP_W25Qx_Read_ID(uint8_t *ID)
{
uint8_t cmd[4] = {READ_ID_CMD,0x00,0x00,0x00};
W25Qx_Enable();
/* Send the read ID command */
HAL_SPI_Transmit(&hspi1, cmd, 4, W25Qx_TIMEOUT_VALUE);
/* Reception of the data */
HAL_SPI_Receive(&hspi1,ID, 2, W25Qx_TIMEOUT_VALUE);
W25Qx_Disable();
}
以上为读W25Qxx读ID函数，函数开始先定义一个数组cmd保存读ID命令，其中READ_ID_CMD为读ID命令90H,在W25QXX.h头文件中通过宏定义。数组后三个值为地址000000H。
W25Qx_Enable(),W25Qx_Disable()分别为使能和失能SPI设备，即拉低和拉高/CS电平。在W25QXX.h头文件中可以找到如下宏定义。
在GPIO管脚配置中设置PA4的用户标签为SPI1_CS，所以mxconstants.h头文件中有如下宏定义。
HAL_SPI_Transmit(&hspi1, cmd, 4, W25Qx_TIMEOUT_VALUE) 为通过SPI将cmd中四个字节的命令发送出去。 然后通过HAL_SPI_Receive(&hspi1,ID, 2, W25Qx_TIMEOUT_VALUE);函数介绍两个字节的数据保存在对应的地址ID中。W25Qx_TIMEOUT_VALUE为超时。其值为1000.
如下为W25QXX读函数。函数开始先将要发送的数据（命令和地址）存储在cmd数组中，然后后通过HAL_SPI_Transmit（）函数发送出去，接着通过HAL_SPI_Receive（）接收读取的数据。
/**
* @brief Reads an amount of data from the QSPI memory.
* @param pData: Pointer to data to be read
* @param ReadAddr: Read start address
* @param Size: Size of data to read
* @retval QSPI memory status
*/
uint8_t BSP_W25Qx_Read(uint8_t* pData, uint32_t ReadAddr, uint32_t Size)
{
uint8_t cmd[4];
/* Configure the command */
cmd[0] = READ_CMD;
cmd[1] = (uint8_t)(ReadAddr >> 16);
cmd[2] = (uint8_t)(ReadAddr >> 8);
cmd[3] = (uint8_t)(ReadAddr);
W25Qx_Enable();
/* Send the read ID command */
HAL_SPI_Transmit(&hspi1, cmd, 4, W25Qx_TIMEOUT_VALUE);
/* Reception of the data */
if (HAL_SPI_Receive(&hspi1, pData,Size,W25Qx_TIMEOUT_VALUE) != HAL_OK)
{
return W25Qx_ERROR;
}
W25Qx_Disable();
return W25Qx_OK;
}
如下为W25Qxx写操作函数，采用页编程指令（02H），每次最多可以写入256字节。所以写函数中将要写入的数据分多次写入W25Qxx中，每次只写256个字节，不断循环直到数据完全写完。写数据前先使能写操作。
/**
* @brief Writes an amount of data to the QSPI memory.
* @param pData: Pointer to data to be written
* @param WriteAddr: Write start address
* @param Size: Size of data to write,No more than 256byte.
* @retval QSPI memory status
*/
uint8_t BSP_W25Qx_Write(uint8_t* pData, uint32_t WriteAddr, uint32_t Size)
{
uint8_t cmd[4];
uint32_t end_addr, current_size, current_addr;
uint32_t tickstart = HAL_GetTick();
/* Calculation of the size between the write address and the end of the page */
current_addr = 0;
while (current_addr <= WriteAddr)
{
current_addr += W25Q128FV_PAGE_SIZE;
}
current_size = current_addr - WriteAddr;
/* Check if the size of the data is less than the remaining place in the page */
if (current_size > Size)
{
current_size = Size;
}
/* Initialize the adress variables */
current_addr = WriteAddr;
end_addr = WriteAddr + Size;
/* Perform the write page by page */
do
{
/* Configure the command */
cmd[0] = PAGE_PROG_CMD;
cmd[1] = (uint8_t)(current_addr >> 16);
cmd[2] = (uint8_t)(current_addr >> 8);
cmd[3] = (uint8_t)(current_addr);
/* Enable write operations */
BSP_W25Qx_WriteEnable();
W25Qx_Enable();
/* Send the command */
if (HAL_SPI_Transmit(&hspi1,cmd, 4, W25Qx_TIMEOUT_VALUE) != HAL_OK)
{
return W25Qx_ERROR;
}
/* Transmission of the data */
if (HAL_SPI_Transmit(&hspi1, pData,current_size, W25Qx_TIMEOUT_VALUE) != HAL_OK)
{
return W25Qx_ERROR;
}
W25Qx_Disable();
/* Wait the end of Flash writing */
while(BSP_W25Qx_GetStatus() == W25Qx_BUSY);
{
/* Check for the Timeout */
if((HAL_GetTick() - tickstart) > W25Qx_TIMEOUT_VALUE)
{
return W25Qx_TIMEOUT;
}
}
/* Update the address and size variables for next page programming */
current_addr += current_size;
pData += current_size;
current_size = ((current_addr + W25Q128FV_PAGE_SIZE) > end_addr) ? (end_addr - current_addr) : W25Q128FV_PAGE_SIZE;
} while (current_addr < end_addr);
return W25Qx_OK;
}
扇区擦除函数，和写函数一样，擦除扇区前必先使能写操作。发送扇区擦除指令后不断读取W25Qxx的状态寄存器，判断flash是否为忙状态，如果不为忙则擦除操作完成。
/**
* @brief Erases the specified block of the QSPI memory.
* @param BlockAddress: Block address to erase
* @retval QSPI memory status
*/
uint8_t BSP_W25Qx_Erase_Block(uint32_t Address)
{
uint8_t cmd[4];
uint32_t tickstart = HAL_GetTick();
cmd[0] = SECTOR_ERASE_CMD;
cmd[1] = (uint8_t)(Address >> 16);
cmd[2] = (uint8_t)(Address >> 8);
cmd[3] = (uint8_t)(Address);
/* Enable write operations */
BSP_W25Qx_WriteEnable();
/*Select the FLASH: Chip Select low */
W25Qx_Enable();
/* Send the read ID command */
HAL_SPI_Transmit(&hspi1, cmd, 4, W25Qx_TIMEOUT_VALUE);
/*Deselect the FLASH: Chip Select high */
W25Qx_Disable();
/* Wait the end of Flash writing */
while(BSP_W25Qx_GetStatus() == W25Qx_BUSY);
{
/* Check for the Timeout */
if((HAL_GetTick() - tickstart) > W25Q128FV_SECTOR_ERASE_MAX_TIME)
{
return W25Qx_TIMEOUT;
}
}
return W25Qx_OK;
}
3.添加应用程序
在main.c文件中声明变量，rData，wData分别存储读写的数据，ID存储读取的ID值。
/* USER CODE BEGIN PV */ /* Private variables ---------------------------------------------------------*/ uint8_t wData[0x100]; uint8_t rData[0x100]; uint32_t i; uint8_t ID[2]; /* USER CODE END PV */
在main函数中添加如下测试程序。
/* USER CODE BEGIN 2 */
printf("\r\n SPI-W25Qxxx Example \r\n\r\n");
/*##-1- Read the device ID ########################*/
BSP_W25Qx_Init();
BSP_W25Qx_Read_ID(ID);
printf(" W25Qxxx ID is : 0x%02X 0x%02X \r\n\r\n",ID[0],ID[1]);
/*##-2- Erase Block ##################################*/
if(BSP_W25Qx_Erase_Block(0) == W25Qx_OK)
printf(" SPI Erase Block ok\r\n");
else
Error_Handler();
/*##-3- Written to the flash ########################*/
/* fill buffer */
for(i =0;i<0x100;i ++)
{
wData[i] = i;
rData[i] = 0;
}
if(BSP_W25Qx_Write(wData,0x00,0x100)== W25Qx_OK)
printf(" SPI Write ok\r\n");
else
Error_Handler();
/*##-4- Read the flash ########################*/
if(BSP_W25Qx_Read(rData,0x00,0x100)== W25Qx_OK)
printf(" SPI Read ok\r\n\r\n");
else
Error_Handler();
printf("SPI Read Data : \r\n");
for(i =0;i<0x100;i++)
printf("0x%02X ",rData[i]);
printf("\r\n\r\n");
/*##-5- check date ########################*/
if(memcmp(wData,rData,0x100) == 0 )
printf(" W25Q128FV SPI Test OK\r\n");
else
printf(" W25Q128FV SPI Test False\r\n");
/* USER CODE END 2 */ 程序中先是初始化W25QXX，即发送使能重启（66H）和使能重启设备(99H)命令初始化flash，然后读取设备ID并输出。第2步中擦除flash，写入数据前必先要擦除内存。然后填充写入数据缓存并写入flahs中。最后读取刚才写入的数据，并检测数据是否正确。
把程序中用的出错处理函数添加在main.c文件后面。
/* USER CODE BEGIN 4 */
/**
* @brief This function is executed in case of error occurrence.
* @param None
* @retval None
*/
static void Error_Handler(void)
{
printf("something wrong ....\r\n");
/* User may add here some code to deal with this error */
while(1)
{
}
}
/* USER CODE END 4 */在main.c文件开头添加应用的头文件。
/* USER CODE BEGIN Includes */ #include <string.h> #include "W25QXX.h" /* USER CODE END Includes */</string.h>
将W25QXX DataFlash Board模块插入到Open746I开发板SPI1中，编译程序并下载到开发板。打开串口调试助手。设置波特率为115200。串口助手上会显示如下信息。
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