【STM32】HAL库 STM32CubeMX教程十四---SPI_cubemx spi，2024年最新真是经典中的经典

机器学习之心AI
126 阅读13分钟

写使能(Write Enable) (06h)

在这里插入图片描述

向FLASH发送0x06 写使能命令即可开启写使能，首先CS片选拉低，控制写入字节函数写入命令，CS片选拉高。

扇区擦除指令(Sector Erase) (0x20h)
在这里插入图片描述
扇区擦除指令，数据写入前必须擦除对应的存储单元，该指令先拉低/CS引脚电平,接着传输“20H”指令和要24位要擦除扇区的地址。

读命令(Read Data) (03h)

读数据指令可从存储器依次一个或多个数据字节，该指令通过主器件拉低/CS电平使能设备开始传输，然后传输“03H”指令，接着通过DI管脚传输24位地址，从器件接到地址后，寻址存储器中的数据通过DO引脚输出。每传输一个字节地址自动递增，所以只要时钟继续传输，可以不断读取存储器中的数据。
在这里插入图片描述

状态读取命令(Read Status Register)

读状态寄存器1(05H)，状态寄存器2（35H）,状态寄存器3（15H）
写入命令0x05，即可读取状态寄存器的值。
在这里插入图片描述

写入命令(Page Program) (02h)

在这里插入图片描述

在对W25Q128 FLASH的写入数据的操作中一定要先擦出扇区，在进行写入，否则将会发生数据错误。
W25Q128 FLASH一次性最大写入只有256个字节。
在进行写操作之前，一定要开启写使能(Write Enable)。
当只接收数据时不但能只检测RXNE状态 ，必须同时向发送缓冲区发送数据才能驱动SCK时钟跳变。

基于CubeMx的讲解

1设置RCC时钟
在这里插入图片描述

设置高速外部时钟HSE 选择外部时钟源

2 SPI设置

SPI2设置为全双工主模式，硬件NSS关闭，如下图：
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
模式设置:

  • 有主机模式全双工/半双工
  • 从机模式全双工/半双工
  • 只接收主机模式/只接收从机模式
  • 只发送主机模式

因为我们是和W25Q128V芯片闪存芯片进行通信，所以设置为主机全双工

不使能硬件NSS
在这里插入图片描述

STM32有硬件NSS(片选信号)，可以选择使能，也可以使用其他IO口接到芯片的NSS上进行代替

其中SIP1的片选NSS ： SPI1_NSS（PA4）
其中SIP2的片选NSS ： SPI2_NSS（PB12）

如果片选引脚没有连接 SPI1_NSS（PA4）或者SPI2_NSS（PB12），则需要选择软件片选

NSS管脚及我们熟知的片选信号，作为主设备NSS管脚为高电平，从设备NSS管脚为低电平。当NSS管脚为低电平时，该spi设备被选中，可以和主设备进行通信。在stm32中，每个spi控制器的NSS信号引脚都具有两种功能，即输入和输出。所谓的输入就是NSS管脚的信号给自己。所谓的输出就是将NSS的信号送出去，给从机。
对于NSS的输入，又分为软件输入和硬件输入。
软件输入：
NSS分为内部管脚和外部管脚，通过设置spi_cr1寄存器的ssm位和ssi位都为1可以设置NSS管脚为软件输入模式且内部管脚提供的电平为高电平，其中SSM位为使能软件输入位。SSI位为设置内部管脚电平位。同理通过设置SSM和SSI位1和0则此时的NSS管脚为软件输入模式但内部管脚提供的电平为0。若从设备是一个其他的带有spi接口的芯片，并不能选择NSS管脚的方式，则可以有两种办法，一种是将NSS管脚直接接低电平。另一种就是通过主设备的任何一个gpio口去输出低电平选中从设备。
硬件输入：
主机接高电平，从机接低电平。

左键对应的软件片选引脚，选择GPIO_Output(输出模式),然后点击GPIO，设置一下备注。

我这里虽然PB12是SPI2的硬件片选NSS，但是我想用软件片选，所以关闭了硬件NSS

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

SPI配置默认如下：

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125KBits/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。

在这里插入图片描述

最后记得初始化一下串口，因为需要测试例程，发送数据到上位机。很简单，这里就不再赘述了，不懂得同学请看：

【STM32】HAL库 STM32CubeMX教程四—UART串口通信详解

在这里插入图片描述
3时钟源设置在这里插入图片描述
我的是 外部晶振为8MHz

  • 1选择外部时钟HSE 8MHz
  • 2PLL锁相环倍频9倍
  • 3系统时钟来源选择为PLL
  • 4设置APB1分频器为 /2
  • 5 使能CSS监视时钟

32的时钟树框图 如果不懂的话请看《【STM32】系统时钟RCC详解(超详细，超全面)》

4项目文件设置

在这里插入图片描述

  • 1 设置项目名称
  • 2 设置存储路径
  • 3 选择所用IDE

在这里插入图片描述
5创建工程文件

然后点击GENERATE CODE 创建工程

配置下载工具
新建的工程所有配置都是默认的 我们需要自行选择下载模式，勾选上下载后复位运行

在这里插入图片描述

SPI函数详解

 

在stm32f1xx_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。
在这里插入图片描述

  • 轮询： 最基本的发送接收函数，就是正常的发送数据和接收数据
  • 中断： 在SPI发送或者接收完成的时候，会进入SPI回调函数，用户可以编写回调函数，实现设定功能
  • DMA： DMA传输SPI数据

 

利用SPI接口发送和接收数据主要调用以下两个函数：

HAL_StatusTypeDef  HAL\_SPI\_Transmit(SPI_HandleTypeDef \*hspi, uint8_t \*pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout);//发送数据
HAL_StatusTypeDef  HAL\_SPI\_Receive(SPI_HandleTypeDef \*hspi, uint8_t \*pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout);//接收数据

SPI发送数据函数：

HAL\_SPI\_Transmit(SPI_HandleTypeDef \*hspi, uint8_t \*pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout);//发送数据

参数:

  • *hspi: 选择SPI1/2，比如&hspi1，&hspi2
  • *pData ： 需要发送的数据，可以为数组
  • Size： 发送数据的字节数，1 就是发送一个字节数据
  • Timeout： 超时时间，就是执行发送函数最长的时间，超过该时间自动退出发送函数

SPI接收数据函数：

HAL\_SPI\_Receive(SPI_HandleTypeDef \*hspi, uint8_t \*pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout);//接收数据

参数:

  • *hspi: 选择SPI1/2，比如&hspi1，&hspi2
  • *pData ： 接收发送过来的数据的数组
  • Size： 接收数据的字节数，1 就是接收一个字节数据
  • Timeout： 超时时间，就是执行接收函数最长的时间，超过该时间自动退出接收函数

SPI接收回调函数：

　HAL\_SPI\_TransmitReceive\_IT(&hspi1, TXbuf,RXbuf,CommSize);

当SPI上接收出现了 CommSize个字节的数据后，中断函数会调用SPI回调函数：

　　　HAL\_SPI\_TxRxCpltCallback(SPI_HandleTypeDef \*hspi)

用户可以重新定义回调函数，编写预定功能即可，在接收完成之后便会进入回调函数

片选引脚：

因为我们是软件使能片选，定义片选引脚，CS片选低电平为有效使能， CS片选高电平不使能

这里用两个宏定义来代替

在main.h中有宏定义命名，SPI2_CS_Pin 就是PB12

//以W25Q128为例
#define SPI\_CS\_Enable() HAL\_GPIO\_WritePin(GPIOB, SPI2\_CS\_Pin, GPIO\_PIN\_RESET)
#define SPI\_CS\_Disable() HAL\_GPIO\_WritePin(GPIOB, SPI2\_CS\_Pin, GPIO\_PIN\_SET)

SPI例程详解

因为不同的flash芯片通信协议以及方式都是不同的，所以这里介绍下具体的SPI的发送和接收应该怎么写，具体的请看芯片手册修改下即可，这里提供下W25QXX的驱动文件，以及测试例程，测试是正常没问题

挑几个函数讲解一下：

在w25Qxx.h钟可以修改CS片选引脚，W25Qx_Enable(),W25Qx_Disable()分别为使能和失能SPI设备，即拉低和拉高/CS电平

#define W25Qx\_Enable() HAL\_GPIO\_WritePin(SPI2\_CS\_GPIO\_Port, SPI2\_CS\_Pin, GPIO\_PIN\_RESET)
#define W25Qx\_Disable() HAL\_GPIO\_WritePin(SPI2\_CS\_GPIO\_Port, SPI2\_CS\_Pin, GPIO\_PIN\_SET)

w25Qxx复位函数：

  • 函数开始先将要发送的数据（命令(0x66)和地址(0x99)）存储在cmd数组中，
  • 拉低片选信号，开始SPI通信
  • 然后后通过HAL_SPI_Transmit（）函数发送出去
  • 拉高片选信号，关闭SPI通信

W25Qx_TIMEOUT_VALUE是最大超时时间，在w25Qxx.h中定义为1000，单位为us
在这里插入图片描述

/\*\*
 \* @brief This function reset the W25Qx.
 \* @retval None
 \*/
static void	BSP\_W25Qx\_Reset(void)
{
	uint8_t cmd[2] = {RESET_ENABLE_CMD,RESET_MEMORY_CMD};
	
	W25Qx\_Enable();
	/\* Send the reset command \*/
	HAL\_SPI\_Transmit(&hspi2, cmd, 2, W25Qx_TIMEOUT_VALUE);	
	W25Qx\_Disable();

}

W25QXX读函数：
三个参数：

  • pData 存放读取到的数据的数组
  • ReadAddr 读取数据的地址
  • Size 读取数据的大小

…

  • 函数开始先将要发送的数据（命令和地址）存储在cmd数组中，
  • 拉低片选信号，开始SPI通信
  • 然后后通过HAL_SPI_Transmit（）函数发送出去，首先发送写命令(0X03),上方有讲解，然后发送三个字节(24 Bit)的地址
  • 接着通过HAL_SPI_Receive（）接收读取的数据。
  • 拉高片选信号，关闭SPI通信
    在这里插入图片描述

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(&hspi2, cmd, 4, W25Qx_TIMEOUT_VALUE);	
	/\* Reception of the data \*/
	if (HAL\_SPI\_Receive(&hspi2, pData,Size,W25Qx_TIMEOUT_VALUE) != HAL_OK)
  {
    return W25Qx_ERROR;
  }
	W25Qx\_Disable();
	return W25Qx_OK;
}

写使能(Write Enable) (06h)

在这里插入图片描述

向FLASH发送0x06 写使能命令即可开启写使能，首先CS片选拉低，控制写入字节函数写入命令，CS片选拉高。

uint8_t BSP\_W25Qx\_WriteEnable(void)
{
	uint8_t cmd[] = {WRITE_ENABLE_CMD};
	uint32_t tickstart = HAL\_GetTick();

	/\*Select the FLASH: Chip Select low \*/
	W25Qx\_Enable();
	/\* Send the read ID command \*/
	HAL\_SPI\_Transmit(&hspi2, cmd, 1, 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) > W25Qx_TIMEOUT_VALUE)
    {        
			return W25Qx_TIMEOUT;
    }
	}
	
	return W25Qx_OK;
}

扇区擦除函数：

扇区擦除指令(Sector Erase) (0x20h)
在这里插入图片描述
扇区擦除指令，数据写入前必须擦除对应的存储单元，并且使能写操作，该指令先拉低/CS引脚电平,接着传输“20H”指令和要24位要擦除扇区的地址。判断flash是否为忙状态，如果不为忙则擦除操作完成。

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(&hspi2, 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;
}

下载地址：

w25Qxx.zip

例程测试

重新定义printf函数
在 stm32f1xx_hal.c中包含#include <stdio.h>

#include "stm32f4xx\_hal.h"
#include <stdio.h>
extern UART_HandleTypeDef huart1;   //声明串口

在 stm32f1xx_hal.c 中重写fget和fput函数

/\*\*
 \* 函数功能: 重定向c库函数printf到DEBUG\_USARTx
 \* 输入参数: 无
 \* 返 回 值: 无
 \* 说 明：无
 \*/
int fputc(int ch, FILE \*f)
{
  HAL\_UART\_Transmit(&huart1, (uint8_t \*)&ch, 1, 0xffff);
  return ch;
}
 
/\*\*
 \* 函数功能: 重定向c库函数getchar,scanf到DEBUG\_USARTx
 \* 输入参数: 无
 \* 返 回 值: 无
 \* 说 明：无
 \*/
int fgetc(FILE \*f)
{
  uint8_t ch = 0;
  HAL\_UART\_Receive(&huart1, &ch, 1, 0xffff);
  return ch;
}

main.c

在main.c里添加以下代码：

#include <string.h>


**收集整理了一份《2024年最新物联网嵌入式全套学习资料》，初衷也很简单，就是希望能够帮助到想自学提升的朋友。**
![img](https://p6-xtjj-sign.byteimg.com/tos-cn-i-73owjymdk6/dd429aa3fa534ce49e1a06e729911bb9~tplv-73owjymdk6-jj-mark-v1:0:0:0:0:5o6Y6YeR5oqA5pyv56S-5Yy6IEAg5py65Zmo5a2m5Lmg5LmL5b-DQUk=:q75.awebp?rk3s=f64ab15b&x-expires=1770648005&x-signature=4fwLVFyUgCjbXZGfsWKAO9YDRwg%3D)
![img](https://p6-xtjj-sign.byteimg.com/tos-cn-i-73owjymdk6/52f88239c02d4b36895f5643323e632c~tplv-73owjymdk6-jj-mark-v1:0:0:0:0:5o6Y6YeR5oqA5pyv56S-5Yy6IEAg5py65Zmo5a2m5Lmg5LmL5b-DQUk=:q75.awebp?rk3s=f64ab15b&x-expires=1770648005&x-signature=dItBR6HTtVQQgonf6uFaH1YlDeY%3D)

**[如果你需要这些资料，可以戳这里获取](https://gitee.com/vip204888)**

**一个人可以走的很快，但一群人才能走的更远！不论你是正从事IT行业的老鸟或是对IT行业感兴趣的新人**

**都欢迎加入我们的的圈子（技术交流、学习资源、职场吐槽、大厂内推、面试辅导），让我们一起学习成长！**
avatar
文章
阅读
粉丝