STM32（十）：SPI （尺度库函数）

杀鸡焉用牛刀  金牌会员 | 2024-6-13 21:21:09 | 显示全部楼层 | 阅读模式
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前言

上一篇文章已经先容了如何用STM32单片机中USART通讯协议来串口通讯，并向XCOM串口助手发送信息。这篇文章我们来先容一下如何用STM32单片机中SPI接口来实现LED的闪亮并玩转WS2812B灯带。
一、实验原理

串行通讯之前的博客里有所先容，可以查看以下链接
STM32（九）：USART串口通讯 （尺度库函数）-CSDN博客
1.SPI的先容

SPI（Serial Peripheral interface），顾名思义就是串行外围装备接口。SPI接口重要应用在 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，同步的通讯总线，而且在芯片的管脚上只占用四根线，节省了芯片的管脚，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，现在越来越多的芯片集成了这种通讯协议。
2.SPI的通讯原理

   通常SPI通过4个引脚与外部器件相连：
  ● MISO：主装备输入/从装备输出引脚。该引脚在从模式下发送数据，在主模式下接收数据。
  ● MOSI：主装备输出/从装备输入引脚。该引脚在主模式下发送数据，在从模式下接收数据。
  ● SCK： 串口时钟，作为主装备的输出，从装备的输入。
  ● NSS： 从装备选择。这是一个可选的引脚，用来选择主/从装备。它的功能是用来作为“片选引脚”,让主装备可以单独地与特定从装备通讯，避免数据线上的冲突。从装备的NSS引脚可以由主装备的一个尺度I/O引脚来驱动。
    SPI有主、从两种模式
  

  • 作为主机时，利用一个IO引脚拉低相应从机的选择引脚(NSS)，传输的起始由主机发送数据来启动，时钟(SCK)信号由主机产生。通过MOSI发送数据，同时通过MISO引脚接收从机发出的数据。    
  • 作为从机时，传输在从机选择引脚(NSS)被主机拉低后开始，接收主机输出的时钟信号，在读取主机数据的同时通过MISO引脚输出数据。
  下图中简单模拟SPI通讯流程，主机拉低NSS片选信号，启动通讯，而且产生时钟信号，上升沿触发边沿信号，主机在MOSI线路一位一位发送数据0X53，在MISO线路一位一位接收数据0X46。

3.SPI的时序

   数据时钟时序图
  
  通过组合CPOL和CPHA的设置，可以产生四种大概的时序关系，这影响数据的采样和锁存时机。这些设置对SPI主模式和从模式下的装备都实用。
  

  • CPOL（时钟极性）:控制在没有数据传输时SCK（时钟）引脚的空闲状态电平。
  

  • CPOL=0：SCK引脚在空闲状态保持低电平。
  • CPOL=1：SCK引脚在空闲状态保持高电平。
  

  • CPHA（时钟相位）:确定命据位的采样和锁存时机。
  

  • CPHA=0：数据在第一个时钟边沿被采样和锁存。第一个边沿是降落沿假如CPOL=0，是上升沿假如CPOL=1。
  • CPHA=1：数据在第二个时钟边沿被采样和锁存。第二个边沿是降落沿假如CPOL=0，是上升沿假如CPOL=1。
  

  

  4.SPI制止

SPI共有5种制止事件，如下图所示：

二、实验步骤

1.串行FLASH初始化

  1. void SPI_FLASH_Init(void)
  2. {
  3.   SPI_InitTypeDef  SPI_InitStructure;
  4.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;       
  5.   
  6.   /* 使能GPIO和SPI时钟 */
  7.         FLASH_SPI_APBxClock_FUN ( FLASH_SPI_CLK, ENABLE );
  8.   FLASH_SPI_SCK_APBxClock_FUN ( FLASH_SPI_SCK_CLK, ENABLE );
  9.         FLASH_SPI_MISO_APBxClock_FUN ( FLASH_SPI_MISO_CLK, ENABLE );
  10.   FLASH_SPI_MOSI_APBxClock_FUN ( FLASH_SPI_MOSI_CLK, ENABLE );
  11.   FLASH_SPI_CS_APBxClock_FUN ( FLASH_SPI_CS_CLK, ENABLE );
  12.   
  13.   /* 配置SPI功能引脚：SCK 时钟引脚 */       
  14.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = FLASH_SPI_SCK_PIN;
  15.   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;  
  16.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
  17.   GPIO_Init(FLASH_SPI_SCK_PORT, &GPIO_InitStructure);
  19.   /* 配置SPI功能引脚：MISO 主机输入从机输出引脚 */       
  20.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = FLASH_SPI_MISO_PIN;
  21.   GPIO_Init(FLASH_SPI_MISO_PORT, &GPIO_InitStructure);
  23.   /* 配置SPI功能引脚：MISO 主机输出从机输入引脚 */       
  24.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = FLASH_SPI_MOSI_PIN;
  25.   GPIO_Init(FLASH_SPI_MOSI_PORT, &GPIO_InitStructure);
  26.   
  27.   /* 配置SPI功能引脚：CS 串行Flash片选引脚 */       
  28.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
  29.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = FLASH_SPI_CS_PIN;       
  30.   GPIO_Init(FLASH_SPI_CS_PORT, &GPIO_InitStructure);
  32.   /* 首先禁用串行Flash，等需要操作串行Flash时再使能即可 */
  33.   FLASH_SPI_CS_DISABLE();
  35.   /* SPI外设配置 */
  36.   /*
  37.    * FLASH芯片：
  38.          * 在CLK上升沿时到DIO数据采样输入.
  39.    * 在CLK下降沿时在DIO进行数据输出。
  40.          * 据此设置CPOL CPHA
  41.    */
  42.   SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;
  43.   SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;
  44.   SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;
  45.   SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High;
  46.   SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;
  47.   SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;
  48.   SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_4;
  49.   SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;
  50.   SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;
  51.   SPI_Init(FLASH_SPIx , &SPI_InitStructure);
  53.   /* 使能SPI外设  */
  54.   SPI_Cmd(FLASH_SPIx , ENABLE);       
  55. }
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2.擦除串行Flash整片空间

  1. void SPI_FLASH_BulkErase(void)
  2. {
  3. /* 发送FLASH写使能命令 */
  4.   SPI_FLASH_WriteEnable();
  6.   /* 整片擦除 Erase */
  7.   /* 选择串行FLASH: CS低电平 */
  8.   FLASH_SPI_CS_ENABLE();
  9.   /* 发送整片擦除指令*/
  10.   SPI_FLASH_SendByte(W25X_ChipErase);
  11.   /* 禁用串行FLASH: CS高电平 */
  12.   FLASH_SPI_CS_DISABLE();
  14.   /* 等待擦除完毕*/
  15.   SPI_FLASH_WaitForWriteEnd();
  16. }
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  3.写入数据

调用本函数写入数据前必要先擦除扇区
  1. void SPI_FLASH_BufferWrite(u8* pBuffer, u32 WriteAddr, u16 NumByteToWrite)
  2. {
  3.   u8 NumOfPage = 0, NumOfSingle = 0, Addr = 0, count = 0, temp = 0;
  5.   Addr = WriteAddr % SPI_FLASH_PageSize;
  6.   count = SPI_FLASH_PageSize - Addr;
  7.   NumOfPage =  NumByteToWrite / SPI_FLASH_PageSize;
  8.   NumOfSingle = NumByteToWrite % SPI_FLASH_PageSize;
  10.   if (Addr == 0) /* 若地址与 SPI_FLASH_PageSize 对齐  */
  11.   {
  12.     if (NumOfPage == 0) /* NumByteToWrite < SPI_FLASH_PageSize */
  13.     {
  14.       SPI_FLASH_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, NumByteToWrite);
  15.     }
  16.     else /* NumByteToWrite > SPI_FLASH_PageSize */
  17.     {
  18.       while (NumOfPage--)
  19.       {
  20.         SPI_FLASH_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, SPI_FLASH_PageSize);
  21.         WriteAddr +=  SPI_FLASH_PageSize;
  22.         pBuffer += SPI_FLASH_PageSize;
  23.       }
  25.       SPI_FLASH_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, NumOfSingle);
  26.     }
  27.   }
  28.   else /* 若地址与 SPI_FLASH_PageSize 不对齐 */
  29.   {
  30.     if (NumOfPage == 0) /* NumByteToWrite < SPI_FLASH_PageSize */
  31.     {
  32.       if (NumOfSingle > count) /* (NumByteToWrite + WriteAddr) > SPI_FLASH_PageSize */
  33.       {
  34.         temp = NumOfSingle - count;
  36.         SPI_FLASH_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, count);
  37.         WriteAddr +=  count;
  38.         pBuffer += count;
  40.         SPI_FLASH_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, temp);
  41.       }
  42.       else
  43.       {
  44.         SPI_FLASH_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, NumByteToWrite);
  45.       }
  46.     }
  47.     else /* NumByteToWrite > SPI_FLASH_PageSize */
  48.     {
  49.       NumByteToWrite -= count;
  50.       NumOfPage =  NumByteToWrite / SPI_FLASH_PageSize;
  51.       NumOfSingle = NumByteToWrite % SPI_FLASH_PageSize;
  53.       SPI_FLASH_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, count);
  54.       WriteAddr +=  count;
  55.       pBuffer += count;
  57.       while (NumOfPage--)
  58.       {
  59.         SPI_FLASH_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, SPI_FLASH_PageSize);
  60.         WriteAddr +=  SPI_FLASH_PageSize;
  61.         pBuffer += SPI_FLASH_PageSize;
  62.       }
  64.       if (NumOfSingle != 0)
  65.       {
  66.         SPI_FLASH_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, NumOfSingle);
  67.       }
  68.     }
  69.   }
  70. }
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4.读取数据

  1. void SPI_FLASH_BufferRead(u8* pBuffer, u32 ReadAddr, u16 NumByteToRead)
  2. {
  3.   /* 选择串行FLASH: CS低电平 */
  4.   FLASH_SPI_CS_ENABLE();
  6.   /* 发送 读 指令 */
  7.   SPI_FLASH_SendByte(W25X_ReadData);
  9.   /* 发送 读 地址高位 */
  10.   SPI_FLASH_SendByte((ReadAddr & 0xFF0000) >> 16);
  11.   /* 发送 读 地址中位 */
  12.   SPI_FLASH_SendByte((ReadAddr& 0xFF00) >> 8);
  13.   /* 发送 读 地址低位 */
  14.   SPI_FLASH_SendByte(ReadAddr & 0xFF);
  16.   while (NumByteToRead--) /* 读取数据 */
  17.   {
  18.      /* 读取一个字节*/
  19.     *pBuffer = SPI_FLASH_SendByte(Dummy_Byte);
  20.     /* 指向下一个字节缓冲区 */
  21.     pBuffer++;
  22.   }
  24.   /* 禁用串行FLASH: CS 高电平 */
  25.   FLASH_SPI_CS_DISABLE();
  26. }
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5.使能串行Flash写操作

  
  1. void SPI_FLASH_WriteEnable(void)
  2. {
  3.   /* 选择串行FLASH: CS低电平 */
  4.   FLASH_SPI_CS_ENABLE();
  6.   /* 发送命令：写使能 */
  7.   SPI_FLASH_SendByte(W25X_WriteEnable);
  9.   /* 禁用串行Flash：CS高电平 */
  10.   FLASH_SPI_CS_DISABLE();
  11. }
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  三、实操代码

程序分为3个文件：bsp_spi_flash.c、bsp_spi_flash.h、main.c
1.bsp_spi_flash.c 
  1. /* 包含头文件 ----------------------------------------------------------------*/#include "bsp/spi_flash/bsp_spi_flash.h"/* 私有范例定义 --------------------------------------------------------------*//* 私有宏定义 ----------------------------------------------------------------*/#define SPI_FLASH_PageSize              256#define SPI_FLASH_PerWritePageSize      256#define W25X_WriteEnable                            0x06 #define W25X_WriteDisable                            0x04 #define W25X_ReadStatusReg                          0x05 #define W25X_WriteStatusReg                          0x01 #define W25X_ReadData                                      0x03 #define W25X_FastReadData                            0x0B #define W25X_FastReadDual                            0x3B #define W25X_PageProgram                            0x02 #define W25X_BlockErase                                    0xD8 #define W25X_SectorErase                            0x20 #define W25X_ChipErase                                    0xC7 #define W25X_PowerDown                                    0xB9 #define W25X_ReleasePowerDown                  0xAB #define W25X_DeviceID                                      0xAB #define W25X_ManufactDeviceID                 0x90 #define W25X_JedecDeviceID                          0x9F #define WIP_Flag                        0x01  /* Write In Progress (WIP) flag */#define Dummy_Byte                      0xFF/* 私有变量 ------------------------------------------------------------------*//* 扩展变量 ------------------------------------------------------------------*//* 私有函数本相 --------------------------------------------------------------*//* 函数体 --------------------------------------------------------------------*/ /**  * 函数功能: 串行FLASH初始化  * 输入参数: 无  * 返 回 值: uint32_t:返回串行Flash型号ID  * 说    明：初始化串行Flash底层驱动GPIO和SPI外设  */void SPI_FLASH_Init(void)
  2. {
  3.   SPI_InitTypeDef  SPI_InitStructure;
  4.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;       
  5.   
  6.   /* 使能GPIO和SPI时钟 */
  7.         FLASH_SPI_APBxClock_FUN ( FLASH_SPI_CLK, ENABLE );
  8.   FLASH_SPI_SCK_APBxClock_FUN ( FLASH_SPI_SCK_CLK, ENABLE );
  9.         FLASH_SPI_MISO_APBxClock_FUN ( FLASH_SPI_MISO_CLK, ENABLE );
  10.   FLASH_SPI_MOSI_APBxClock_FUN ( FLASH_SPI_MOSI_CLK, ENABLE );
  11.   FLASH_SPI_CS_APBxClock_FUN ( FLASH_SPI_CS_CLK, ENABLE );
  12.   
  13.   /* 配置SPI功能引脚：SCK 时钟引脚 */       
  14.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = FLASH_SPI_SCK_PIN;
  15.   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;  
  16.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
  17.   GPIO_Init(FLASH_SPI_SCK_PORT, &GPIO_InitStructure);
  19.   /* 配置SPI功能引脚：MISO 主机输入从机输出引脚 */       
  20.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = FLASH_SPI_MISO_PIN;
  21.   GPIO_Init(FLASH_SPI_MISO_PORT, &GPIO_InitStructure);
  23.   /* 配置SPI功能引脚：MISO 主机输出从机输入引脚 */       
  24.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = FLASH_SPI_MOSI_PIN;
  25.   GPIO_Init(FLASH_SPI_MOSI_PORT, &GPIO_InitStructure);
  26.   
  27.   /* 配置SPI功能引脚：CS 串行Flash片选引脚 */       
  28.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
  29.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = FLASH_SPI_CS_PIN;       
  30.   GPIO_Init(FLASH_SPI_CS_PORT, &GPIO_InitStructure);
  32.   /* 首先禁用串行Flash，等需要操作串行Flash时再使能即可 */
  33.   FLASH_SPI_CS_DISABLE();
  35.   /* SPI外设配置 */
  36.   /*
  37.    * FLASH芯片：
  38.          * 在CLK上升沿时到DIO数据采样输入.
  39.    * 在CLK下降沿时在DIO进行数据输出。
  40.          * 据此设置CPOL CPHA
  41.    */
  42.   SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;
  43.   SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;
  44.   SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;
  45.   SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High;
  46.   SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;
  47.   SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;
  48.   SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_4;
  49.   SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;
  50.   SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;
  51.   SPI_Init(FLASH_SPIx , &SPI_InitStructure);
  53.   /* 使能SPI外设  */
  54.   SPI_Cmd(FLASH_SPIx , ENABLE);       
  55. }/**  * 函数功能: 擦除扇区  * 输入参数: SectorAddr：待擦除扇区地址，要求为4096倍数  * 返 回 值: 无  * 说    明：串行Flash最小擦除块巨细为4KB(4096字节)，即一个扇区巨细，要求输入参数  *           为4096倍数。在往串行Flash芯片写入数据之前要求先擦除空间。  */void SPI_FLASH_SectorErase(u32 SectorAddr){  /* 发送FLASH写使能下令 */  SPI_FLASH_WriteEnable();  SPI_FLASH_WaitForWriteEnd();  /* 擦除扇区 */  /* 选择串行FLASH: CS低电平 */  FLASH_SPI_CS_ENABLE();  /* 发送扇区擦除指令*/  SPI_FLASH_SendByte(W25X_SectorErase);  /*发送擦除扇区地址的高位*/  SPI_FLASH_SendByte((SectorAddr & 0xFF0000) >> 16);  /* 发送擦除扇区地址的中位 */  SPI_FLASH_SendByte((SectorAddr & 0xFF00) >> 8);  /* 发送擦除扇区地址的低位 */  SPI_FLASH_SendByte(SectorAddr & 0xFF);  /* 禁用串行FLASH: CS 高电平 */  FLASH_SPI_CS_DISABLE();  /* 等待擦除完毕*/  SPI_FLASH_WaitForWriteEnd();}/**  * 函数功能: 擦除整片  * 输入参数: 无  * 返 回 值: 无  * 说    明：擦除串行Flash整片空间  */void SPI_FLASH_BulkErase(void)
  56. {
  57. /* 发送FLASH写使能命令 */
  58.   SPI_FLASH_WriteEnable();
  60.   /* 整片擦除 Erase */
  61.   /* 选择串行FLASH: CS低电平 */
  62.   FLASH_SPI_CS_ENABLE();
  63.   /* 发送整片擦除指令*/
  64.   SPI_FLASH_SendByte(W25X_ChipErase);
  65.   /* 禁用串行FLASH: CS高电平 */
  66.   FLASH_SPI_CS_DISABLE();
  68.   /* 等待擦除完毕*/
  69.   SPI_FLASH_WaitForWriteEnd();
  70. }/**  * 函数功能: 往串行FLASH按页写入数据，调用本函数写入数据前必要先擦除扇区  * 输入参数: pBuffer：待写入数据的指针  *           WriteAddr：写入地址  *           NumByteToWrite：写入数据长度，必须小于即是SPI_FLASH_PerWritePageSize  * 返 回 值: 无  * 说    明：串行Flash每页巨细为256个字节  */void SPI_FLASH_PageWrite(u8* pBuffer, u32 WriteAddr, u16 NumByteToWrite){  /* 发送FLASH写使能下令 */  SPI_FLASH_WriteEnable();   /* 探求串行FLASH: CS低电平 */  FLASH_SPI_CS_ENABLE();  /* 写送写指令*/  SPI_FLASH_SendByte(W25X_PageProgram);  /*发送写地址的高位*/  SPI_FLASH_SendByte((WriteAddr & 0xFF0000) >> 16);  /*发送写地址的中位*/  SPI_FLASH_SendByte((WriteAddr & 0xFF00) >> 8);  /*发送写地址的低位*/  SPI_FLASH_SendByte(WriteAddr & 0xFF);  if(NumByteToWrite > SPI_FLASH_PerWritePageSize)  {     NumByteToWrite = SPI_FLASH_PerWritePageSize;     //printf("Err: SPI_FLASH_PageWrite too large!\n");  }  /* 写入数据*/  while (NumByteToWrite--)  {     /* 发送当前要写入的字节数据 */    SPI_FLASH_SendByte(*pBuffer);     /* 指向下一字节数据 */    pBuffer++;  }  /* 禁用串行FLASH: CS 高电平 */  FLASH_SPI_CS_DISABLE();  /* 等待写入完毕*/  SPI_FLASH_WaitForWriteEnd();}/**  * 函数功能: 往串行FLASH写入数据，调用本函数写入数据前必要先擦除扇区  * 输入参数: pBuffer：待写入数据的指针  *           WriteAddr：写入地址  *           NumByteToWrite：写入数据长度  * 返 回 值: 无  * 说    明：该函数可以设置任意写入数据长度  */void SPI_FLASH_BufferWrite(u8* pBuffer, u32 WriteAddr, u16 NumByteToWrite)
  71. {
  72.   u8 NumOfPage = 0, NumOfSingle = 0, Addr = 0, count = 0, temp = 0;
  74.   Addr = WriteAddr % SPI_FLASH_PageSize;
  75.   count = SPI_FLASH_PageSize - Addr;
  76.   NumOfPage =  NumByteToWrite / SPI_FLASH_PageSize;
  77.   NumOfSingle = NumByteToWrite % SPI_FLASH_PageSize;
  79.   if (Addr == 0) /* 若地址与 SPI_FLASH_PageSize 对齐  */
  80.   {
  81.     if (NumOfPage == 0) /* NumByteToWrite < SPI_FLASH_PageSize */
  82.     {
  83.       SPI_FLASH_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, NumByteToWrite);
  84.     }
  85.     else /* NumByteToWrite > SPI_FLASH_PageSize */
  86.     {
  87.       while (NumOfPage--)
  88.       {
  89.         SPI_FLASH_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, SPI_FLASH_PageSize);
  90.         WriteAddr +=  SPI_FLASH_PageSize;
  91.         pBuffer += SPI_FLASH_PageSize;
  92.       }
  94.       SPI_FLASH_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, NumOfSingle);
  95.     }
  96.   }
  97.   else /* 若地址与 SPI_FLASH_PageSize 不对齐 */
  98.   {
  99.     if (NumOfPage == 0) /* NumByteToWrite < SPI_FLASH_PageSize */
  100.     {
  101.       if (NumOfSingle > count) /* (NumByteToWrite + WriteAddr) > SPI_FLASH_PageSize */
  102.       {
  103.         temp = NumOfSingle - count;
  105.         SPI_FLASH_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, count);
  106.         WriteAddr +=  count;
  107.         pBuffer += count;
  109.         SPI_FLASH_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, temp);
  110.       }
  111.       else
  112.       {
  113.         SPI_FLASH_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, NumByteToWrite);
  114.       }
  115.     }
  116.     else /* NumByteToWrite > SPI_FLASH_PageSize */
  117.     {
  118.       NumByteToWrite -= count;
  119.       NumOfPage =  NumByteToWrite / SPI_FLASH_PageSize;
  120.       NumOfSingle = NumByteToWrite % SPI_FLASH_PageSize;
  122.       SPI_FLASH_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, count);
  123.       WriteAddr +=  count;
  124.       pBuffer += count;
  126.       while (NumOfPage--)
  127.       {
  128.         SPI_FLASH_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, SPI_FLASH_PageSize);
  129.         WriteAddr +=  SPI_FLASH_PageSize;
  130.         pBuffer += SPI_FLASH_PageSize;
  131.       }
  133.       if (NumOfSingle != 0)
  134.       {
  135.         SPI_FLASH_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, NumOfSingle);
  136.       }
  137.     }
  138.   }
  139. }/**  * 函数功能: 从串行Flash读取数据  * 输入参数: pBuffer：存放读取到数据的指针  *           ReadAddr：读取数据目标地址  *           NumByteToRead：读取数据长度  * 返 回 值: 无  * 说    明：该函数可以设置任意读取数据长度  */void SPI_FLASH_BufferRead(u8* pBuffer, u32 ReadAddr, u16 NumByteToRead)
  140. {
  141.   /* 选择串行FLASH: CS低电平 */
  142.   FLASH_SPI_CS_ENABLE();
  144.   /* 发送 读 指令 */
  145.   SPI_FLASH_SendByte(W25X_ReadData);
  147.   /* 发送 读 地址高位 */
  148.   SPI_FLASH_SendByte((ReadAddr & 0xFF0000) >> 16);
  149.   /* 发送 读 地址中位 */
  150.   SPI_FLASH_SendByte((ReadAddr& 0xFF00) >> 8);
  151.   /* 发送 读 地址低位 */
  152.   SPI_FLASH_SendByte(ReadAddr & 0xFF);
  154.   while (NumByteToRead--) /* 读取数据 */
  155.   {
  156.      /* 读取一个字节*/
  157.     *pBuffer = SPI_FLASH_SendByte(Dummy_Byte);
  158.     /* 指向下一个字节缓冲区 */
  159.     pBuffer++;
  160.   }
  162.   /* 禁用串行FLASH: CS 高电平 */
  163.   FLASH_SPI_CS_DISABLE();
  164. }/**  * 函数功能: 读取串行Flash型号的ID  * 输入参数: 无  * 返 回 值: u32：串行Flash的型号ID  * 说    明：  FLASH_ID      IC型号      存储空间巨细                         0xEF3015      W25X16        2M byte                0xEF4015            W25Q16        4M byte                0XEF4017      W25Q64        8M byte                0XEF4018      W25Q128       16M byte  (YS-F1Pro开发板默认配置)  */u32 SPI_FLASH_ReadID(void){  u32 Temp = 0, Temp0 = 0, Temp1 = 0, Temp2 = 0;  /* 选择串行FLASH: CS低电平 */  FLASH_SPI_CS_ENABLE();  /* 发送命令：读取芯片型号ID */  SPI_FLASH_SendByte(W25X_JedecDeviceID);  /* 从串行Flash读取一个字节数据 */  Temp0 = SPI_FLASH_SendByte(Dummy_Byte);  /* 从串行Flash读取一个字节数据 */  Temp1 = SPI_FLASH_SendByte(Dummy_Byte);  /* 从串行Flash读取一个字节数据 */  Temp2 = SPI_FLASH_SendByte(Dummy_Byte);  /* 禁用串行Flash：CS高电平 */  FLASH_SPI_CS_DISABLE();    Temp = (Temp0 << 16) | (Temp1 << 8) | Temp2;  return Temp;}/**  * 函数功能: 读取串行Flash装备ID  * 输入参数: 无  * 返 回 值: u32：串行Flash的装备ID  * 说    明：  */u32 SPI_FLASH_ReadDeviceID(void){  u32 Temp = 0;  /* 选择串行FLASH: CS低电平 */  FLASH_SPI_CS_ENABLE();  /* 发送命令：读取芯片装备ID * */  SPI_FLASH_SendByte(W25X_DeviceID);  SPI_FLASH_SendByte(Dummy_Byte);  SPI_FLASH_SendByte(Dummy_Byte);  SPI_FLASH_SendByte(Dummy_Byte);    /* 从串行Flash读取一个字节数据 */  Temp = SPI_FLASH_SendByte(Dummy_Byte);  /* 禁用串行Flash：CS高电平 */  FLASH_SPI_CS_DISABLE();  return Temp;}/**  * 函数功能: 启动连续读取数据串  * 输入参数: ReadAddr：读取地址  * 返 回 值: 无  * 说    明：Initiates a read data byte (READ) sequence from the Flash.  *           This is done by driving the /CS line low to select the device,  *           then the READ instruction is transmitted followed by 3 bytes  *           address. This function exit and keep the /CS line low, so the  *           Flash still being selected. With this technique the whole  *           content of the Flash is read with a single READ instruction.  */void SPI_FLASH_StartReadSequence(u32 ReadAddr){  /* Select the FLASH: Chip Select low */  FLASH_SPI_CS_ENABLE();  /* Send "Read from Memory " instruction */  SPI_FLASH_SendByte(W25X_ReadData);  /* Send the 24-bit address of the address to read from -----------------------*/  /* Send ReadAddr high nibble address byte */  SPI_FLASH_SendByte((ReadAddr & 0xFF0000) >> 16);  /* Send ReadAddr medium nibble address byte */  SPI_FLASH_SendByte((ReadAddr& 0xFF00) >> 8);  /* Send ReadAddr low nibble address byte */  SPI_FLASH_SendByte(ReadAddr & 0xFF);}/**  * 函数功能: 从串行Flash读取一个字节数据  * 输入参数: 无  * 返 回 值: u8：读取到的数据  * 说    明：This function must be used only if the Start_Read_Sequence  *           function has been previously called.  */u8 SPI_FLASH_ReadByte(void){  return (SPI_FLASH_SendByte(Dummy_Byte));}/**  * 函数功能: 往串行Flash读取写入一个字节数据并接收一个字节数据  * 输入参数: byte：待发送数据  * 返 回 值: u8：接收到的数据  * 说    明：无  */u8 SPI_FLASH_SendByte(u8 byte){  /* 循环等待直到SPI 数据寄存器DR为空，即当DR寄存器不为空时连续等待 */  while (SPI_I2S_GetFlagStatus(FLASH_SPIx , SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);  /* 通过SPI外设发送一个字节数据 */  SPI_I2S_SendData(FLASH_SPIx , byte);  /* 等待接收到数据 */  while (SPI_I2S_GetFlagStatus(FLASH_SPIx , SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET);  /* 读取SPI总线接收到一个字节数据并返回 */  return SPI_I2S_ReceiveData(FLASH_SPIx );}/**  * 函数功能: 往串行Flash读取写入半字(16bit)数据并接收半字数据  * 输入参数: byte：待发送数据  * 返 回 值: u16：接收到的数据  * 说    明：无  */u16 SPI_FLASH_SendHalfWord(u16 HalfWord){  /* 循环等待直到SPI 数据寄存器DR为空，即当DR寄存器不为空时连续等待 */  while (SPI_I2S_GetFlagStatus(FLASH_SPIx , SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);  /* 通过SPI外设发送半字数据 */  SPI_I2S_SendData(FLASH_SPIx , HalfWord);  /* 等待接收到数据 */  while (SPI_I2S_GetFlagStatus(FLASH_SPIx , SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET);  /* 读取SPI总线接收到半字数据并返回 */  return SPI_I2S_ReceiveData(FLASH_SPIx );}/**  * 函数功能: 使能串行Flash写操作  * 输入参数: 无  * 返 回 值: 无  * 说    明：无  */void SPI_FLASH_WriteEnable(void)
  165. {
  166.   /* 选择串行FLASH: CS低电平 */
  167.   FLASH_SPI_CS_ENABLE();
  169.   /* 发送命令：写使能 */
  170.   SPI_FLASH_SendByte(W25X_WriteEnable);
  172.   /* 禁用串行Flash：CS高电平 */
  173.   FLASH_SPI_CS_DISABLE();
  174. }/**  * 函数功能: 等待数据写入完成  * 输入参数: 无  * 返 回 值: 无  * 说    明：Polls the status of the Write In Progress (WIP) flag in the  *           FLASH's status  register  and  loop  until write  opertaion  *           has completed.  */void SPI_FLASH_WaitForWriteEnd(void){  u8 FLASH_Status = 0;  /* Select the FLASH: Chip Select low */  FLASH_SPI_CS_ENABLE();  /* Send "Read Status Register" instruction */  SPI_FLASH_SendByte(W25X_ReadStatusReg);  /* Loop as long as the memory is busy with a write cycle */  do  {    /* Send a dummy byte to generate the clock needed by the FLASH    and put the value of the status register in FLASH_Status variable */    FLASH_Status = SPI_FLASH_SendByte(Dummy_Byte);           }  while ((FLASH_Status & WIP_Flag) == SET); /* Write in progress */  /* Deselect the FLASH: Chip Select high */  FLASH_SPI_CS_DISABLE();}/**  * 函数功能: 进入掉电模式  * 输入参数: 无  * 返 回 值: 无  * 说    明：无  */void SPI_Flash_PowerDown(void)   {   /* Select the FLASH: Chip Select low */  FLASH_SPI_CS_ENABLE();  /* Send "Power Down" instruction */  SPI_FLASH_SendByte(W25X_PowerDown);  /* Deselect the FLASH: Chip Select high */  FLASH_SPI_CS_DISABLE();}   /**  * 函数功能: 唤醒串行Flash  * 输入参数: 无  * 返 回 值: 无  * 说    明：无  */void SPI_Flash_WAKEUP(void)   {  /* Select the FLASH: Chip Select low */  FLASH_SPI_CS_ENABLE();  /* Send "Power Down" instruction */  SPI_FLASH_SendByte(W25X_ReleasePowerDown);  /* Deselect the FLASH: Chip Select high */  FLASH_SPI_CS_DISABLE(); }      
复制代码
2.bsp_spi_flash.h
  1. #ifndef __SPI_FLASH_H__
  2. #define __SPI_FLASH_H__
  4. /* 包含头文件 ----------------------------------------------------------------*/
  5. #include <stm32f10x.h>
  7. /* 类型定义 ------------------------------------------------------------------*/
  8. /* 宏定义 --------------------------------------------------------------------*/
  9. //#define  SPI_FLASH_ID                       0xEF3015     //W25X16
  10. //#define  SPI_FLASH_ID                       0xEF4015            //W25Q16
  11. //#define  SPI_FLASH_ID                       0XEF4017     //W25Q64
  12. #define  SPI_FLASH_ID                       0XEF4018     //W25Q128  YS-F1Pro开发默认使用
  14. /************************** SPI Flash 连接引脚定义********************************/
  15. #define FLASH_SPIx                        SPI1
  16. #define FLASH_SPI_APBxClock_FUN           RCC_APB2PeriphClockCmd
  17. #define FLASH_SPI_CLK                     RCC_APB2Periph_SPI1
  19. #define FLASH_SPI_SCK_APBxClock_FUN       RCC_APB2PeriphClockCmd
  20. #define FLASH_SPI_SCK_CLK                 RCC_APB2Periph_GPIOA   
  21. #define FLASH_SPI_SCK_PORT                GPIOA   
  22. #define FLASH_SPI_SCK_PIN                 GPIO_Pin_5
  24. #define FLASH_SPI_MISO_APBxClock_FUN      RCC_APB2PeriphClockCmd
  25. #define FLASH_SPI_MISO_CLK                RCC_APB2Periph_GPIOA   
  26. #define FLASH_SPI_MISO_PORT               GPIOA
  27. #define FLASH_SPI_MISO_PIN                GPIO_Pin_6
  29. #define FLASH_SPI_MOSI_APBxClock_FUN      RCC_APB2PeriphClockCmd
  30. #define FLASH_SPI_MOSI_CLK                RCC_APB2Periph_GPIOA   
  31. #define FLASH_SPI_MOSI_PORT               GPIOA
  32. #define FLASH_SPI_MOSI_PIN                GPIO_Pin_7
  34. #define FLASH_SPI_CS_APBxClock_FUN        RCC_APB2PeriphClockCmd
  35. #define FLASH_SPI_CS_CLK                  RCC_APB2Periph_GPIOA   
  36. #define FLASH_SPI_CS_PORT                 GPIOA
  37. #define FLASH_SPI_CS_PIN                  GPIO_Pin_4
  39. #define FLASH_SPI_CS_ENABLE()             GPIO_ResetBits(FLASH_SPI_CS_PORT, FLASH_SPI_CS_PIN)
  40. #define FLASH_SPI_CS_DISABLE()            GPIO_SetBits(FLASH_SPI_CS_PORT, FLASH_SPI_CS_PIN)
  43. #define CALIBRATE_DATA_ADDR               2*4096
  45. /* 扩展变量 ------------------------------------------------------------------*/
  46. /* 函数声明 ------------------------------------------------------------------*/
  47. void SPI_FLASH_Init(void);
  48. void SPI_FLASH_SectorErase(uint32_t SectorAddr);
  49. void SPI_FLASH_BulkErase(void);
  50. void SPI_FLASH_PageWrite(uint8_t* pBuffer, uint32_t WriteAddr, uint16_t NumByteToWrite);
  51. void SPI_FLASH_BufferWrite(uint8_t* pBuffer, uint32_t WriteAddr, uint16_t NumByteToWrite);
  52. void SPI_FLASH_BufferRead(uint8_t* pBuffer, uint32_t ReadAddr, uint16_t NumByteToRead);
  53. uint32_t SPI_FLASH_ReadID(void);
  54. uint32_t SPI_FLASH_ReadDeviceID(void);
  55. void SPI_FLASH_StartReadSequence(uint32_t ReadAddr);
  56. void SPI_Flash_PowerDown(void);
  57. void SPI_Flash_WAKEUP(void);
  59. uint8_t SPI_FLASH_ReadByte(void);
  60. uint8_t SPI_FLASH_SendByte(uint8_t byte);
  61. uint16_t SPI_FLASH_SendHalfWord(uint16_t HalfWord);
  62. void SPI_FLASH_WriteEnable(void);
  63. void SPI_FLASH_WaitForWriteEnd(void);
  65. #endif /* __SPI_FLASH_H__ */
复制代码
3.main.c  
  1.   /* 包含头文件 ----------------------------------------------------------------*/
  2. #include "stm32f10x.h"
  3. #include "bsp/led/bsp_led.h"
  4. #include "bsp/usart/bsp_debug_usart.h"
  5. #include "bsp/spi_flash/bsp_spi_flash.h"
  7. /* 私有类型定义 --------------------------------------------------------------*/
  8. typedef enum { FAILED = 0, PASSED = !FAILED} TestStatus;
  9. /* 私有宏定义 ----------------------------------------------------------------*/
  10. /* 获取缓冲区的长度 */
  11. #define countof(a)      (sizeof(a) / sizeof(*(a)))
  12. #define TxBufferSize1   (countof(TxBuffer1) - 1)
  13. #define RxBufferSize1   (countof(TxBuffer1) - 1)
  14. #define BufferSize      (countof(Tx_Buffer)-1)
  16. #define  FLASH_WriteAddress     0x00000
  17. #define  FLASH_ReadAddress      FLASH_WriteAddress
  18. #define  FLASH_SectorToErase    FLASH_WriteAddress
  20. /* 私有变量 ------------------------------------------------------------------*/
  21. /* 发送缓冲区初始化 */
  22. uint8_t Tx_Buffer[] = " 感谢您选用硬石stm32开发板\n今天是个好日子";
  23. uint8_t Rx_Buffer[BufferSize];
  25. __IO uint32_t DeviceID = 0;
  26. __IO uint32_t FlashID = 0;
  27. __IO TestStatus TransferStatus1 = FAILED;
  29. /* 扩展变量 ------------------------------------------------------------------*/
  30. /* 私有函数原形 --------------------------------------------------------------*/
  31. static void Delay(uint32_t time);
  32. static TestStatus Buffercmp(uint8_t* pBuffer1, uint8_t* pBuffer2, uint16_t BufferLength);
  34. /* 函数体 --------------------------------------------------------------------*/
  36. /**
  37.   * 函数功能: 主函数.
  38.   * 输入参数: 无
  39.   * 返 回 值: 无
  40.   * 说    明: 无
  41.   */
  42. int main(void)
  43. {   
  44.   /* 调试串口初始化配置，115200-N-8-1.使能串口发送和接受 */
  45.   DEBUG_USART_Init();  
  46.         /*初始化LED*/
  47.   LED_GPIO_Init();  
  48.   
  49.   /* 调用格式化输出函数打印输出数据 */
  50.   printf("这是一个16M byte串行flash(W25Q128)读写测试实验\n");  
  51.   
  52.   /* 16M串行flash W25Q128初始化 */
  53.         SPI_FLASH_Init();
  54.        
  55.         /* Get SPI Flash Device ID */
  56.         DeviceID = SPI_FLASH_ReadDeviceID();
  57.        
  58.         Delay( 1 );
  59.        
  60.         /* Get SPI Flash ID */
  61.         FlashID = SPI_FLASH_ReadID();
  62.        
  63.         printf("FlashID is 0x%X,  Manufacturer Device ID is 0x%X\n", FlashID, DeviceID);
  64.        
  65.         /* Check the SPI Flash ID */
  66.         if (FlashID == SPI_FLASH_ID)  /* #define  sFLASH_ID  0XEF4018 */
  67.         {       
  68.                 printf("检测到华邦串行flash W25Q128 !\n");
  69.                
  70.                 /* 擦除SPI的扇区以写入 */
  71.                 SPI_FLASH_SectorErase(FLASH_SectorToErase);                  
  72.                
  73.                 /* 将发送缓冲区的数据写到flash中 */        
  74.                 SPI_FLASH_BufferWrite(Tx_Buffer, FLASH_WriteAddress, BufferSize);
  75.                 SPI_FLASH_BufferWrite(Tx_Buffer, 252, BufferSize);
  76.                 printf("写入的数据为：\n%s \n", Tx_Buffer);
  77.                
  78.                 /* 将刚刚写入的数据读出来放到接收缓冲区中 */
  79.                 SPI_FLASH_BufferRead(Rx_Buffer, FLASH_ReadAddress, BufferSize);
  80.                 printf("读出的数据为：\n %s\n", Rx_Buffer);
  81.                
  82.                 /* 检查写入的数据与读出的数据是否相等 */
  83.                 TransferStatus1 = Buffercmp(Tx_Buffer, Rx_Buffer, BufferSize);
  84.                
  85.                 if( PASSED == TransferStatus1 )
  86.                 {   
  87.                         printf("16M串行flash(W25Q128)测试成功!\r");
  88.                         LED1_ON;
  89.                 }
  90.                 else
  91.                 {        
  92.                         printf("16M串行flash(W25Q128)测试失败!\r");
  93.                         LED2_ON;
  94.                 }
  95.         }
  96.         else
  97.         {   
  98.                 printf("获取不到 W25Q128 ID!\n");
  99.                 LED3_ON;
  100.         }
  101.   
  102.   /* 无限循环 */
  103.   while (1)
  104.   {   
  105.   }
  106. }
  108. /*
  109. * 函数名：Buffercmp
  110. * 描述  ：比较两个缓冲区中的数据是否相等
  111. * 输入  ：-pBuffer1     src缓冲区指针
  112. *         -pBuffer2     dst缓冲区指针
  113. *         -BufferLength 缓冲区长度
  114. * 输出  ：无
  115. * 返回  ：-PASSED pBuffer1 等于   pBuffer2
  116. *         -FAILED pBuffer1 不同于 pBuffer2
  117. */
  118. static TestStatus Buffercmp(uint8_t* pBuffer1, uint8_t* pBuffer2, uint16_t BufferLength)
  119. {
  120.   while(BufferLength--)
  121.   {
  122.     if(*pBuffer1 != *pBuffer2)
  123.     {
  124.       return FAILED;
  125.     }
  127.     pBuffer1++;
  128.     pBuffer2++;
  129.   }
  130.   return PASSED;
  131. }
复制代码
四、实验效果

   这边展示的是用SPI点亮WS2812b，展示了红色和青色两种效果，假如对WS2812b有兴趣的同砚可以自行去了解一下，点亮方式还可以利用PWM波，可以看下这个。    WS2812B彩灯 STM32HAL库开发：PWM+DMA（stm32f103c8t6）_ws2812编程实例-CSDN博客     
  


参考博客：

代码用的是硬石嵌入式开发团队
竣事语

本文以STM32VET6为例解说了如何用STM32单片机中SPI接口来实现LED的闪亮并玩转WS2812B灯带，并指出其中的易坑点。盼望对大家有所帮助！假如还有什么问题，欢迎品评区留言，谢谢！

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