STM32CubeMX系列教程11:串行外设接口SPI(二)

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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。


      153854br73w6r7hz4fy4k7.png

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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。


153855dam413303zg3g0g3.png


在GPIO管脚配置中设置PA4的用户标签为SPI1_CS。



153855qidfiu6lgfxdyzvp.png



生成报告以及代码，编译程序。在spi.c文件中可以看到ADC初始化函数。在stm32f7xx_hal_spi.h头文件中可以看到spi的操作函数。分别对应轮询，中断和DMA三种控制方式。



153855tkkiwk0rtsk9i3tz.png


下面为W25QXX的驱动文件。下载加压并添加进工程中。




<a class="attach" href="portal.php?mod=attachment&id=485" target="_blank">w25Qxx.zip


在工程目录下新建文件夹BSP,把刚才下载的文件复制进去。



153856jz73xupt47r7f5r7.png

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。



153856l1b46hhi1cez414c.png


点击图标 153856hpo8t8ns7ro0ss4z.png 打开工程选项设置，选择C/C++栏，在Include Paths中添加头文件路径..\BSP。



153856e1hwlfxfl84y291h.png


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(&amp;hspi1, cmd, 4, W25Qx_TIMEOUT_VALUE);    
    /* Reception of the data */
    HAL_SPI_Receive(&amp;hspi1,ID, 2, W25Qx_TIMEOUT_VALUE);
    W25Qx_Disable();
}


153857m4n4uobe5f4cbocc.png


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。



153859inlh31l4cnhqy3d1.png


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。



153859aogdbdvefyzgjeqo.png


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。



153859c31b58w93jubrj3m.png


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.



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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(&amp;hspi1, cmd, 4, W25Qx_TIMEOUT_VALUE);  
    /* Reception of the data */
    if (HAL_SPI_Receive(&amp;hspi1, pData,Size,W25Qx_TIMEOUT_VALUE) != HAL_OK)
  {
    return W25Qx_ERROR;
  }
    W25Qx_Disable();
    return W25Qx_OK;
}


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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(&amp;hspi1,cmd, 4, W25Qx_TIMEOUT_VALUE) != HAL_OK)
    {
      return W25Qx_ERROR;
    }
     
    /* Transmission of the data */
    if (HAL_SPI_Transmit(&amp;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;
}


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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(&amp;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;
}


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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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