STM32F10X SPI操作flash MX25L64读写数据

　　简单的一种应用，ARM芯片作为master，flash为slaver，实现单对单通信。ARM主控芯片STM32F103，flash芯片为MACRONIX INTERNATIONAL的MX25L6465E，64Mbit。

　　SPI应该是嵌入式外围中最简单的一种应用了吧！一般SPI应用有两种方法：软件仿真，手动模拟产生时序和应用主控芯片的SPI控制器。

　　一般采用第二种方法比较好，比较稳定。应用主控芯片的SPI控制器，要点：正确的初始化SPI、操作SPI各寄存器和正确理解flash的时序。下面是过程，采用的是STM32F10X自带的库函数

1、初始化：void SpiFlashInitialzation(void)；

　　要知道硬件是怎么连接的，是SPI1还是SPI2连接到flash中去，通过连接图知道我们要操作的是SPI2。初始化大概3个部分，配置时钟；配置GPIO；配置SPI2。这里要注意的是，CS片选脚是作为普通的GPIO来使用，输出方式为“推挽式输出”，其他CLK,MISO,MOSI为“复用功能推挽式输出”；

代码：

void SpiFlashInitialzation(void)

{

     /*初始化的SPI，GPIO结构体*/

     SPI_InitTypeDef  SPI_InitStructure;

     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

     RCC_APB1PeriphClockCmd( RCC_APB1Periph_SPI2,  ENABLE); /*在RCC_APB1ENB中使能SPI2时钟(位14)*/

     RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOB,  ENABLE);/*因为与SPI2相关的4个引脚和GPIOB相*/

                                                                                                                        /*关，GPIOB时钟(位3)，这句现在还不 */

                                                                                                                             /*确定要不要，待调试时再确定              */

    /*上面这一句是必须的，因为CS脚是当做GPIO来使用的，2011-01-30调试*/

    /*配置SPI_FLASH_CLK(PB13)，SPI_FLASH_MISO(PB14)，SPI_FLASH_MOSI(PB15)*/

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_14 | GPIO_Pin_15;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;                    /*复用功能推挽式输出*/

    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;

    GPIO_Init( GPIOB, &GPIO_InitStructure);

    /*配置输入SPI_FLASH_CS(PB12)*/

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_12;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;   /*推挽式输出*/

    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;

    GPIO_Init( GPIOB, &GPIO_InitStructure);

    SPI_FLASH_CS_SET;             /*不选flash*/

    /* SPI2配置 增加于2010-01-13*/

    /* 注意:  在SPI_NSS_Soft模式下，SSI位决定了NSS引脚上(PB12)的电平，

      *            而SSM=1时释放了NSS引脚，NSS引脚可以用作GPIO口*/

    SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;   /*双线双向全双工BIDI MODE=0*/

    SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;                                 /*SSI位为1，MSTR位为1*/

    SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;                              /*SPI发送接收8位帧结构*/

    SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High;                                     /*CPOL=1,CPHA=1，模式3*/

    SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;

    SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;                                          /*内部NSS信号由SSI位控制，SSM=1*/

    SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_4;    /*波特率预分频值为4*/

    SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;                                       /*数据传输从MSB位开始*/

    SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;                                                      /*复位默认值*/

    SPI_Init(SPI_SELECT, &SPI_InitStructure);

    SPI_Cmd(SPI_SELECT,ENABLE);       /*使能SPI2*/

}

2、正确的操作SPI控制器；

　　这里需要注意的是理解SPI状态寄存器，特别是SPI_SR位7忙标志位BSY要小心，每次操作SPI要先读SPI_SR，BSY不忙才可下一步，然后就是操作缓冲器了。这里还有一个问题曾经困扰了我好久，SPI的时序问题，就是CLK怎么输出时序，最后我的理解是SPI每发送一个字节，CLK就自动会产生时序，如果没发送，CLK也就停止，这样节省了功耗。于是，如果SPI要接收字节，就必须先要发一个字节，例如发一个SPI_DUMMY_BYTE，Dummy byte有些flash有定义有些没有，没有的话自己随便定义一个，只要不和命令字相同就可以了。

u8 SpiFlashSendByte(u8 send_data);

u8 SpiFlashReceiveByte(void);

代码：

/*******************************2011-01-13******************************/

/*功能:       SPI发送一个字节

  *参数:       send_data:   待发送的字节

  *返回:       无*/

u8 SpiFlashSendByte(u8 send_data)

{

    /*检查Busy位，SPI的SR中的位7，SPI通信是否为忙，直到不忙跳出*/

    //while( SET==SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI_SELECT, SPI_I2S_FLAG_BSY));

    /*检查TXE位，SPI的SR中的位1，发送缓冲器是否为空，直到空跳出*/

    while( RESET==SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI_SELECT,SPI_I2S_FLAG_TXE));

    SPI_I2S_SendData(SPI_SELECT, send_data);                        /*发送一个字节*/

    /*发送数据后再接收一个字节*/

    while( RESET==SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI_SELECT, SPI_I2S_FLAG_RXNE) );

    return( SPI_I2S_ReceiveData(SPI_SELECT) );

}

/*******************************2011-01-13******************************/

/*功能:       SPI接收flash的一个字节

  *参数:       接收到的字节

  *返回:       无*/

u8 SpiFlashReceiveByte(void)

{

    /*检查RXNE位，SPI的SR中位0，确定接收缓冲器是有数据的*/

    return(SpiFlashSendByte(SPI_DUMMY_BYTE));

}

3、理解flash的读写操作

　　首先，写数据之前必须要擦除，因为所有的flash只能从1变为0，擦除将flash全部置1，写的时候相应位置0。

　　读写操作这部分，flash芯片手册详细的说明了操作步骤，需要注意的是：flash MX25L64的状态寄存器。对flash操作之前，先读flash_SR，确保WIP=0(flash空闲)，对flash擦除、编程等操作确保WEL=1(flash能够接受擦出编程等操作)。

　　在对flash进行写操作时，要理解一点：对flash写数据(也就是Page Program(PP)，Command 02)是基于页(256bytes)为单位的，如果数据写到页的末尾，会从当前页的首地址继续开始写剩余的数据，这样就有可能造成成数据的丢失，注意就可以了！主要是理解手册中的这段话：The Page Program(PP) instruction is for programming the memory to be "0"......If the eight least significant address bits(A7-A0) are not all 0,all transmitted data going beyond the end of the current page are grogrammed from the start address of the same page(from the address A7-A0 are all 0).If more than 256 bytes are sent to the device,the data of the last 256-byte is programmed at the requtest page and previous data will be disregarded. If less than 256 bytes .......

代码：

/*********************************2011-01-29*****************************/

/*功能:    在指定地址处开始从flash读取数据

    参数:     pData_from_flash，读取到的数据存放指针

                  address_to_read，  待读取的数据开始地址，地址格式有效位为:A23-A0

    返回:     指向读取到的数据指针pData_from_flash

  */

void SpiFlashReadData( u8 *pData_from_flash, u32 address_to_read , u16 size_to_read)

{

    /*先检查flash设备是否为忙，然后检查SPI控制器是否处于忙状态*/

    while( FLASH_SR_WIP==(SpiReadFlash_SR() & FLASH_SR_WIP) );/*读flash_SR*/

    while( SET==SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI_SELECT, SPI_I2S_FLAG_BSY));/*读SPI_SR*/

    SPI_FLASH_CS_RESET;                                                                /*失能设备*/

    SpiFlashSendByte(SPI_COMMAND_READ);         /*发送读命令*/

    SpiFlashSendByte( (u8)((address_to_read & 0xFF0000) >> 16) );/*发送A23~A16*/

    SpiFlashSendByte( (u8)((address_to_read & 0xFF00) >> 8) );      /*发送A15~A8  */

    SpiFlashSendByte( (u8)(address_to_read & 0xFF) );                         /*发送A7~A0   */

    while( size_to_read>0 )

    {

        *pData_from_flash=SpiFlashReceiveByte();  /*读取数据*/

        pData_from_flash++;

        size_to_read--;

    }

    SPI_FLASH_CS_SET;

}

/*******************************2011-01-29******************************/

/*功能:     往指定地址处开始写数据

   *参数:     pBuff_to_write:       指向待写入的数据指针

   *              address_to_write:   flash何处开始写数据的地址

   *              size_to_write:          写入的数据字节数

   *返回:     TRUE:    写入成功

   *               FALSE:  写入失败

   *注意:     size_to_write，必须小于FLASH_PAGE_SIZE的大小(256 bytes)，如果数据写到页

   *              的末尾，会从当前页的首地址0x00继续写剩余的数据，这样就造成数据的丢失，

   *              所以调用此函数得确保这一情况不会发生

   */

void SpiFlashWritePageData(u8 *pBuff_to_write,u32 address_to_write, u16 size_to_write)

{

    /*先检查flash设备是否为忙，然后检查SPI是否处于忙状态*/

    while( FLASH_SR_WIP==(SpiReadFlash_SR() & FLASH_SR_WIP) );/*flash_SR*/

    while( SET==SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI_SELECT, SPI_I2S_FLAG_BSY));/*SPI_SR*/

     /*获得对flash的写权限*/

    while( FLASH_SR_WEL != (SpiReadFlash_SR() &FLASH_SR_WEL) )

    {

        SpiFlashWriteEnable();                                                       /*如果WEL为复位，则置位*/

    }

    SPI_FLASH_CS_RESET;

    SpiFlashSendByte(SPI_COMMAND_PP);                                                  /*发送写PP命令*/

    SpiFlashSendByte( (u8)((address_to_write & 0xFF0000) >> 16) );   /*发送A23~A16*/

    SpiFlashSendByte( (u8)((address_to_write & 0xFF00) >> 8) );         /*发送A15~A8  */

    SpiFlashSendByte( (u8)(address_to_write  & 0xFF) );                          /*发送A7~A0   */

    while( size_to_write>0 )

    {

        SpiFlashSendByte(*pBuff_to_write);

        pBuff_to_write++;

        size_to_write--;

    }

    SPI_FLASH_CS_SET;

    /*2011-01-14*/

    /*检查设备已经写完才退出*/

    while ( FLASH_SR_WIP==(SpiReadFlash_SR() & FLASH_SR_WIP) );/**/

}

4、  读写操作完成了，大概也就完成了，其它的参考flash手册就OK啦，不在描述。

另外，还有一种方法，是用软件模拟时序，这方法用在没有SPI控制器的单片机上很实用。

void SpiSendOneByte(u8 send_byte)

{

    _nop_();

    _nop_();

    //SPI_SCLK_RESET;

    /*第一个上升沿*/

    for( __IO u8  i=8; i>0; i-- )

    {

        SPI_SCLK_RESET;

        if( 0X00 != (send_byte & 0x80) )

        {

            SPI_MOSI_SET;

        }

        else

        {

            SPI_MOSI_RESET;

        }

        send_byte<<=1;

        SPI_SCLK_SET;

        _nop_();

        _nop_();

        _nop_();

    }

}

/*******************************************************************/

/*Serial Modes Supported(for Normal Serial mode)*/

/*                                    CPOL  CPHA

        Serial mode 0:           0          0

        Serial mode 3:           1          1

  */

  /*功能:  从高到低接收一个字节，高位先接收*/

  /*输出:  接收到的数据*/

  /*下降沿时，数据出现在SO，低电平的时候把数据读到*/

  u8 SpiGetOneByte(void)

{

    __IO u8 get_byte=0;

    for( __IO u8  i=0; i<8; i++ )

    {

        get_byte<<=1;

        SPI_SCLK_RESET;

        _nop_();

        _nop_();

        _nop_();

        _nop_();

        _nop_();

        if( 1==SPI_MISO )

        {

            get_byte |= SPI_MISO;

        }

        SPI_SCLK_SET;

        _nop_();

        _nop_();

        _nop_();

    }

    return(get_byte);

}