使用STM32自带的SPI来实现对外部FLASH的读写，并将结果显示在TFTLCD模块上。

1.SPI简介

SPI就是串行外围设备接口，SPI接口主要应用在EEPROM，FLASH，实时时钟，AD转换器，还有数字信号处理器和数字信号解码器之间。SPI是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性。

SPI接口一般使用4条线通信：

MISO主设备数据输入，从设备数据输出。‘

MOSI主设备数据输出，从设备数据输入。

SCLK时钟信号，由主设备产生。

CS从设备片选信号，由主设备控制。

SPI主要特点有：可以同时发出和接收串口数据；可以当作主机或从机工作；提供频率可编程时钟；发送结束中断标志；写冲突保护；总线竞争保护等。

SPI总线四种工作方式SPI模块为了和外设进行数据交换，根据外设工作要求，其输出串行同步时钟极性和相位可以进行配置，时钟极性（CPOL）对传输协议没有重大的影响。如果CPLD=0，串行同步时钟的空闲状态为低电平；如果CPLD=1，串行同步时钟的空闲状态为高电平。时钟相位（CPHA）能够配置用于选择两种不同的传输协议之一进行数据传输。如果CPHA=0，在串行同步时钟的第一个跳变沿（上升或下降）数据被采样；CPHA=1，在串行同步时钟的第二个跳变沿（上升或下降）数据被采样。SPI主模块和与之通信的外设备时钟相位和极性应该一致。

STM32的SPI功能很强大，SPI时钟最多可以到18Mhz，支持DMA，可以配置为SPI协议或者I2S协议（仅大容量型号支持）。

我们使用STM32的SPI1的主模式，STM32 的主模式配置步骤如下：

1）配置相关引脚的复用功能，使能SPI1时钟。

我们要用SPI1，第一步就要使能SPI1的时钟，SPI的时钟通过APB2ENR的第12位开始设置，其次要设置SPI1的相关引脚为复用输出，这样才会连接到SPI1上否则这些IO口还是默认的状态，也是标准输入输出口。这里我们使用的是PA5、6、7这3个，所以设置这三个为复用IO。

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE );//PORTA 时钟使能 RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_SPI1, ENABLE );//SPI1 时钟使能 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //PA5,6,7 复用推挽输出 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化 GPIOB

2）初始化SPI1，设置SPI1工作模式

接下来我们要初始化SPI，设置SPI1为主机模式，设置数据格式为8位，然后设置SCK时钟极性及采样方式。并设置SPI2的时钟频率（最大18Mhz），以及数据的格式（MSB在前还是LSB在前）。这在库函数中是通过SPI_Init函数来实现的。

  void SPI_Init(SPI_TypeDef* SPIx, SPI_InitTypeDef* SPI_InitStruct)；

跟其他外设初始化一样，第一个参数是SPI标号，这里我们使用的是SPI2。第二个参数结构体类型SPI_InitTypeDef的定义：

typedef struct { uint16_t SPI_Direction; uint16_t SPI_Mode; uint16_t SPI_DataSize; uint16_t SPI_CPOL; uint16_t SPI_CPHA; uint16_t SPI_NSS; uint16_t SPI_BaudRatePrescaler; uint16_t SPI_FirstBit; uint16_t SPI_CRCPolynomial; }SPI_InitTypeDef; 第一个参数SPI_Direction是用来设置SPI的通信方式，可以选择为半双工，全双工，以及串行发和串行收方式，这里我们选择全双工模式SPI_Direction_2Line _FullDuplex。

第二个参数SPI_Mode用来设置SPI的主从模式，这里我们设置为主机模式SPI_Mode_Master，当然有需要你也可以选择为从机模式SPI_Mode_Slave。

第三个参数SPI_DataSiz为8位还是16位帧格式选择项，这里我们是8位传输，选择SPI_DataSize_8b。

第四个参数SPI_CPOL用来设置时钟极性，我们设置串行同步时钟的空闲状态为高电平所以我们选择SPI_CPIOL_High。

第五个参数SPI_CPHA用来设置时钟相位，也就是选择在串行同步时钟的第几个跳变沿，所以选择SPI_CPHA_2Edge。

第六个参数SPI_NSS设置NSS信号由硬件（NSS管脚）还是软件控制，这里我们通过软件控制NSS关键，而不是硬件自动控制，所以选择SPI_NSS_Soft。

第七个参数SPI_BaudRatePrescaler很关键，就是设置SPI波特率预分频值也就是决定SPI的时钟的参数，从不分频道256分频8个可选值，初始化的时候我们选择256分频值SPI_BaudRatePrescaler_256,传输速度为36M/256=140.625KHz。

第八个参数SPI_FirstBit设置数据传输顺序是MSB位在前还是LSB位在前，这里我们选择 SPI_FirstBit_MSB 高位在前。 第九个参数SPI_CRCPolynomial是用来设置CRC校验多项式，提高通信可靠性，大于1即可。

设置好上面9个参数，我们就可以初始化SPI外设了。初始化的范例格式为：

SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure; SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex; //双线双向全双工 SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master; //主 SPI SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b; // SPI 发送接收 8 位帧结构 SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High;//串行同步时钟的空闲状态为高电平 SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;//第二个跳变沿数据被采样 SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft; //NSS 信号由软件控制 SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_256; //预分频 256 SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB; //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); //根据指定的参数初始化外设 SPIx 寄存器 3）使能SPI1

初始化完成之后接下来是要使能SPI1通信了，在使能SPI1之后，我们就可以开始SPI通信了。使能SPI1 的方法是：

SPI_Cmd(SPI1, ENABLE); //使能 SPI 外设 4）SPI传输数据

通信接口当然需要有发送数据和接收数据的函数，固件库提供的发送数据函数原型为：

void SPI_I2S_SendData(SPI_TypeDef* SPIx, uint16_t Data)； 这个函数很好理解，往 SPIx 数据寄存器写入数据 Data，从而实现发送。 固件库提供的接受数据函数原型为： uint16_t SPI_I2S_ReceiveData(SPI_TypeDef* SPIx) ； 这个函数也不难理解，从 SPIx 数据寄存器读出接受到的数据。 5）查看SPI传输状态

在SPI传输过程中，我们经常要判断数据是否传输完成，发送区是否为空等等状态，这是通过函数SPI_I2S_GetFlagStatus实现的。判断发送是否完成的 方法是：

SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_RXNE)； 接下来介绍一下 W25Q64。 W25Q64 是华邦公司推出的大容量SPI FLASH 产品， W25Q64 的容量为 64Mb， 该系列还有 W25Q80/16/32 等。 MiniSTM32 V3 开发板所选择的 W25Q64 容量为 64Mb，也就是 8M 字节。 W25Q64 将 8M 的容量分为 128 个块（Block），每个块大小为 64K 字节，每个块又分为 16个扇区（Sector），每个扇区 4K 个字节。 W25Q64 的最少擦除单位为一个扇区，也就是每次必须擦除 4K 个字节。这样我们需要给 W25Q64 开辟一个至少 4K 的缓存区，这样对 SRAM 要求比较高，要求芯片必须有 4K 以上 SRAM 才能很好的操作。

W25Q64 的擦写周期多达 10W 次，具有 20 年的数据保存期限，支持电压为 2.7~3.6V，W25Q64 支持标准的 SPI，还支持双输出/四输出的 SPI，最大 SPI 时钟可以到 80Mhz（双输出时相当于 160Mhz，四输出时相当于 320M），更多的 W25Q64 的绍，请参考 W25Q64 的DATASHEET。 2.硬件设计

简介：开机的时候先检测W25Q64是否存在，然后在主循环里面检测两个按键，其中一个按键（WK_UP）用来执行写入W25Q64的操作，另外一个按键（KEY0）用来执行读出操作，在TFTLCD模块上显示相关信息。同时用DS0提示程序正在运行。

所要的硬件资源如下：

1）指示灯DS0

2）WK_UP和KEY0按键

3）TFTLCD模块

4）SPI

5）W25Q64

这里只介绍W25Q64与STM32的连接，板上的W25Q64是连接在STM32的SPI1上的，连接关系如图所示;

注意到图中，还有NRF_CS/SD_CS等片选信号，他们和W25Q64一样，都是使用的SPI1，也就是说这三个器件，一共一个SPI，所以在使用的时候，必须分时复用（通过片选控制）。

打开 spi.c 文件，看到如下代码： #include "spi.h" SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure; void SPI1_Init(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOA| RCC_APB2Periph_SPI1, ENABLE ); //①GPIO,SPI 时钟使能 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //复用推挽输出 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7); //①初始化 GPIO SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex; //设置 SPI 全双工 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; // 8 位帧结构 SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High;//选择了串行时钟的稳态:时钟悬空高 SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge; //数据捕获于第二个时钟沿 SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft; //NSS 信号由硬件管理 SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_256; //预分频 256 SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB; //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); //②根据指定的参数初始化外设 SPIx 寄存器 SPI_Cmd(SPI1, ENABLE); //③使能 SPI 外设 SPI1_ReadWriteByte(0xff);/ /④启动传输 } //SPI 速度设置函数 //SpeedSet: //SPI_BaudRatePrescaler_2 2 分频 (SPI 36M@sys 72M) //SPI_BaudRatePrescaler_8 8 分频 (SPI 9M@sys 72M) //SPI_BaudRatePrescaler_16 16 分频 (SPI 4.5M@sys 72M) //SPI_BaudRatePrescaler_256 256 分频 (SPI 281.25K@sys 72M) void SPI1_SetSpeed(u8 SpeedSet) { SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SpeedSet ; SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure); SPI_Cmd(SPI1,ENABLE); } //SPIx 读写一个字节 //TxData:要写入的字节 //返回值:读取到的字节 u8 SPI1_ReadWriteByte(u8 TxData) { u8 retry=0; while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET) //检查指定的 SPI 标志位设置与否:发送缓存空标志位 { retry++; if(retry>200)return 0; } SPI_I2S_SendData(SPI1, TxData); //通过外设 SPIx 发送一个数据 retry=0; while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET)//检查指定的 SPI 标志位设置与否:接受缓存非空标志位 { retry++; if(retry>200)return 0; } return SPI_I2S_ReceiveData(SPI1); //返回通过 SPIx 最近接收的数据 } 此部分代码主要初始化SPI，这里我们选择的是SPI1，所以在SPI1_Init函数里面，其相关的操作都是针对SPI1的，其初始化步骤和我们上面介绍步骤1-5一样，我们在代码中也使用了①~⑤标注。在初始化之后，我们就可以开始使用 SPI1 了，这里特别注意， SPI 初始化函数的最后一个启动传输，这句话最大的作用就是维持MOSI为高电平，而且我们的数据和接收则是通过SPI1_ReadWriteByte 函数来实现的。 flash.c， 在里面编写与 W25Q64 操作相关的代码，由于篇幅所限，详细代码，这里就不贴出了。我们仅介绍几个重要的函数，首先是 SPI_Flash_Read 函数，该函数用于从W25Q64 的指定地址读出指定长度的数据。其代码如下 //读取 SPI FLASH //在指定地址开始读取指定长度的数据 //pBuffer:数据存储区 //ReadAddr:开始读取的地址(24bit) //NumByteToRead:要读取的字节数(最大 65535) void SPI_Flash_Read(u8* pBuffer,u32 ReadAddr,u16 NumByteToRead) { u16 i; SPI_FLASH_CS=0; //使能器件 SPI1_ReadWriteByte(W25X_ReadData); //发送读取命令 SPI1_ReadWriteByte((u8)((ReadAddr)>>16)); //发送 24bit 地址 SPI1_ReadWriteByte((u8)((ReadAddr)>>8)); SPI1_ReadWriteByte((u8)ReadAddr); for(i=0;i SPI_Flash_Read(SPI_FLASH_BUF,secpos*4096,4096);//读出整个扇区的内容 for(i=0;i SPI_Flash_Erase_Sector(secpos);//擦除这个扇区 for(i=0;i u8 key; u16 i=0; u8 datatemp[SIZE]; u32 FLASH_SIZE; delay_init(); //延时函数初始化 uart_init(9600); //串口初始化为 9600 LED_Init(); //初始化与 LED 连接的硬件接口 LCD_Init(); //初始化 LCD KEY_Init(); //按键初始化 SPI_Flash_Init(); //SPI FLASH 初始化 POINT_COLOR=RED;//设置字体为红色 LCD_ShowString(60,50,200,16,16,"Mini STM32"); LCD_ShowString(60,70,200,16,16,"SPI TEST"); LCD_ShowString(60,90,200,16,16,"ATOM@ALIENTEK"); LCD_ShowString(60,110,200,16,16,"2014/3/9"); LCD_ShowString(60,130,200,16,16,"WK_UP:Write KEY0:Read");//显示提示信息 while(SPI_Flash_ReadID()!=W25Q64) //检测不到 W25Q64 { LCD_ShowString(60,150,200,16,16,"25Q64 Check Failed!"); delay_ms(500); LCD_ShowString(60,150,200,16,16,"Please Check! "); delay_ms(500); LED0=!LED0;//DS0 闪烁 } LCD_ShowString(60,150,200,16,16,"25Q64 Ready!"); FLASH_SIZE=8*1024*1024; //FLASH 大小为 8M 字节 POINT_COLOR=BLUE; //设置字体为蓝色 while(1) { key=KEY_Scan(0); if(key==WKUP_PRES) //WK_UP 按下,写入 W25Q64 { LCD_Fill(0,170,239,319,WHITE);//清除半屏 LCD_ShowString(60,170,200,16,16,"Start Write W25Q64...."); SPI_Flash_Write((u8*)TEXT_Buffer,FLASH_SIZE-100,SIZE); LCD_ShowString(60,170,200,16,16,"W25Q64 Write Finished!");//提示传送完成 } if(key==KEY0_PRES) //KEY0 按下,读取字符串并显示 { LCD_ShowString(60,170,200,16,16,"Start Read W25Q64.... "); SPI_Flash_Read(datatemp,FLASH_SIZE-100,SIZE);//从指定地址读 SIZE 字节 LCD_ShowString(60,170,200,16,16,"The Data Readed Is: ");//提示传送完成 LCD_ShowString(60,190,200,16,16,datatemp); //显示读到的字符串 } i++; delay_ms(10); if(i==20) { LED0=!LED0; i=0; }//提示系统正在运行 } } 这部分代码和 IIC 实验那部分代码大同小异，我们就不多说了，实现的功能就和 IIC 差不 多，不过此次写入和读出的是 SPI FLASH，而不是 EEPROM。