一文讲透SPI总线和IIC总线通信3
6.8.2 spi****初始化配置首先看一下spi外设的初始化结构体成员及其描述。
1、spi_dirention 设置了spi是单向通信还是双向的通信数据模式，设置参数如表6-3所示。
2、spi_mode设置了spi 设备是工作在主机模式还是从机模式，设置参数如表6-4所示。
3、spi_datasize设置了spi通信时数据帧是8位还是16位，没有特殊要求，通常配置为8位模式，设置参数如表6-5所示。
4、spi_cpol设置了spi串行时钟sck的时钟极性，选择该参数时需要确保spi通信双方保持一致，一般根据spi从设备支持的模式设定，设置参数如表6-6所示
5、spi_cpha设置了spi采样时发生在sck的哪个边沿，该参数同样需要确保通信双方保持一致，一般也是根据从设备支持的模式设定，设置参数如表6-7所示
6、spi_nss设置了nss片选引脚是由选择硬件模式，还是由软件模式。采用硬件管理时，片选信号由spi硬件自动产生，不需要手动设置，而软件模式需要手动设置片选引脚电平。实际开发中通常设置为软件模式，即使用普通io口作为片选引脚。设置参数如表6-8所示
7、spi_baudrateprescaler设置了spi波特率预分频系数，分频后的时钟就是sck信号线的时钟频率。注意spi正在通信时不能更改波特率预分频系数，具体设置参数如表6-9所示
8、spi_firstbit设置了数据传输是高位在前（msb先行）还是低位在前（lsb先行），没有特殊要求一般设置为高位在前（msb先行）设置参数如表6-10所示。
9、spi_crcpolynomial设置是否使用crc校验。使用时根据需求设置crc多项式，不使用时设置其值为7（复位值为0x0007，默认不使用）。无特殊要求通常不设置crc校验。
spi配置流程：
1、使能spi外设时钟及spi接口引脚时钟
2、初始化spi引脚——初始化nss、sck、miso、mosi引脚。
3、初始化spi外设——根据需求设置spi初始化结构体成员参数
4、使能spi外设——spi使能库函数为：spi_cmd(spix, enable);其中spix，x为1、
2、3，用来选择spi外设。
5、编写spi数据发送和接收函数6.8.3 spi数据发送和接收spi数据发送和接收过程与usart类似，由数据缓冲区和一个8位的双向移位寄存器构成。spi的数据缓冲区叫做数据寄存器(spi_dr)，虽然是一个寄存器，但是实质上包含两个缓冲区：发送缓冲和接收缓冲，分别用于进行写操作和读操作。与usart两个单独的移位寄存器不同，spi只有一个移位寄存器且是双向的，同一时刻既向mosi上移出要发送的数据，又将miso上的数据向内移入，这个过程是同步的，spi传输结构如图6-11所示。
图6-11 spi数据传输结构图
spi发送数据时只需要将数据写入到spi_dr，spi会自动将其分配到发送缓冲区，然后再将数据从发送缓冲区并行传送到移位寄存器中，同时设置一个发送缓冲区为空（txe）的标志位，最后数据按照设定的数据格式（msb或lsb）被串行的从mosi引脚移出。与此同时miso引脚也会接收到数据，接收到的数据同样按照相应的格式被串行的移入到移位寄存器，当接收完一帧数据后，移位寄存器将接收到的数据传送到接收缓冲区中，同时会设置一个接收缓冲区非空（rxne）的标志位。使用spi发送和接收数据时并不需要关心数据是怎么发送或者接收到的，只需要检测相应标志位后向数据寄存器（spi_dr）写入要发送的数据或者读出接收到的数据即可。
txe标志位被置位仅表示发送缓冲区为空，可以继续向spi_dr写入数据，但并不代表数据发送完成，这一点一定要搞清楚。向发送缓冲区写入数据会清除txe标志位，如果txe=0即发生缓冲区非空时，向spi_dr中写入数据会覆盖发送缓冲区中的数据，但不会影响移位寄存器中的数据。rxne=1表示接收缓冲区非空，即已经接收到一帧数据。读spi_dr寄存器硬件会自动清除rxne标志位，并返回接收到的数据。当spi接收到一帧数据时，意味着spi肯定已经发送完一帧数据，因此判断一帧数据是否发送完成，可以通过检测rxne标志位。如果设置了spi_cr1寄存器中的txeie位或者spi_cr2寄存器中的rxneie位，将产生对应的中断。本文主要是以查询方式介绍spi如何收发数据。
使用查询方式检测txe和rxne标志位时需要用到spi标志位检测函数，如下所示：
spi_i2s_getflagstatus(spi_typedef* spix, uint16_t spi_i2s_flag)；其中spix中x为1、2、3，用来选择spi外设；spi_i2s_flag为被检测的标志位，如表6-11所示。
同时库函数中也有对应的spi数据发送和接收函数，分别为：（固件库手册中所示的发送和接收函数有误，实际以本文为准）
spi_i2s_senddata(spi_typedef* spix, uint16_t data)；//spi发送函数
spi_i2s_receivedata(spi_typedef* spix)；//spi接收函数
spi使用查询方式发送和接收数据时，在发送和接收数据之前需要检测相应标志位，然后再调用库函数发送或者接收数据，这样操作虽然方便，但是由于函数相互调用会占用时间，当传输数据量较大时会降低spi整体传输效率。为了提高spi的整体传输效率，本文采用寄存器方式操作。另外spi在接收从机数据时，由于从机自身不产生时钟信号（sck），通信时需要主机提供sck以启动数据传输，因此主机需要通过发送的数据来提供sck并接收从机的数据，发送的数据并不生效。
以下是配置spi2为主模式，8位数据格式，cpol=1，cpha=1，波特率2分频，msb先行，不使用crc校验，使用时可根据具体要求进行修改。由于spi外设挂载了多个从机设备，为了方便移植，初始化spi时并未设置片选引脚，而是选择将片选引脚与spi从设备放在一起配置，具体代码如下：
96.9 spi读写w25q128
6.9.1 w25q128****简介flash是一种掉电不丢数据的非易失存储设备，生活中常见的闪存存储设备包块固态硬盘、u盘、sd卡以及单片机内部的存储设备等。flash具有存储空间更大，读取速率快、可靠性高等特点。本节所要介绍的w25q128就是flash的一种，只不过它是以芯片的形式存在。 w25q128是华邦公司推出的一款spi接口的nor flash芯片，其存储空间为128mbit，相当于16m字节。w25q128可以支持spi的模式0和模式3，也就是cpol=0/cpha=0和cpol=1/cpha=1这两种模式。
往flash写入数据时，需要注意以下两个重要问题：
1、flash写入数据时和eeprom类似，不能跨页写入，一次最多写入一页，w25q128的一页是256字节。写入数据一旦跨页，必须在写满上一页的时候，等待flash将数据从缓存搬移到非易失区，重新再次往里写。
2、flash有一个特点，就是可以将1写成0，但是不能将0写成1，要想将0写成1，必须进行擦除操作。因此通常要改写某部分空间的数据，必须首先进行一定物理存储空间擦除，最小的擦除空间，通常称之为扇区，扇区擦除就是将这整个扇区每个字节全部变成0xff。每款flash的扇区大小不一定相同，w25q128的一个扇区是4096字节。为了提高擦除效率，使用不同的擦除指令还可以一次性进行32k（8个扇区）、64k（16个扇区）以及整片擦除。
kingst-32f1开发板中w25q128对应的管脚连接关系如图6-10所示。
图6-12 w25q128电路原理图及其引脚
6.9.2 w25q128****读写操作w25q128内部有一个“spi command & control logic”，可以通过spi接口向其发送指令，从而执行相应操作。指令的长度是不定的，有单字节的，也有多字节的，w25qxx一共具有34个操作指令，在此只列举常用的12个，具体如表6-13所示。
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1、spi_dirention 设置了spi是单向通信还是双向的通信数据模式，设置参数如表6-3所示。
2、spi_mode设置了spi 设备是工作在主机模式还是从机模式，设置参数如表6-4所示。
3、spi_datasize设置了spi通信时数据帧是8位还是16位，没有特殊要求，通常配置为8位模式，设置参数如表6-5所示。
4、spi_cpol设置了spi串行时钟sck的时钟极性，选择该参数时需要确保spi通信双方保持一致，一般根据spi从设备支持的模式设定，设置参数如表6-6所示
5、spi_cpha设置了spi采样时发生在sck的哪个边沿，该参数同样需要确保通信双方保持一致，一般也是根据从设备支持的模式设定，设置参数如表6-7所示
6、spi_nss设置了nss片选引脚是由选择硬件模式，还是由软件模式。采用硬件管理时，片选信号由spi硬件自动产生，不需要手动设置，而软件模式需要手动设置片选引脚电平。实际开发中通常设置为软件模式，即使用普通io口作为片选引脚。设置参数如表6-8所示
7、spi_baudrateprescaler设置了spi波特率预分频系数，分频后的时钟就是sck信号线的时钟频率。注意spi正在通信时不能更改波特率预分频系数，具体设置参数如表6-9所示
8、spi_firstbit设置了数据传输是高位在前（msb先行）还是低位在前（lsb先行），没有特殊要求一般设置为高位在前（msb先行）设置参数如表6-10所示。
9、spi_crcpolynomial设置是否使用crc校验。使用时根据需求设置crc多项式，不使用时设置其值为7（复位值为0x0007，默认不使用）。无特殊要求通常不设置crc校验。
spi配置流程：
1、使能spi外设时钟及spi接口引脚时钟
2、初始化spi引脚——初始化nss、sck、miso、mosi引脚。
3、初始化spi外设——根据需求设置spi初始化结构体成员参数
4、使能spi外设——spi使能库函数为：spi_cmd(spix, enable);其中spix，x为1、
2、3，用来选择spi外设。
5、编写spi数据发送和接收函数6.8.3 spi数据发送和接收spi数据发送和接收过程与usart类似，由数据缓冲区和一个8位的双向移位寄存器构成。spi的数据缓冲区叫做数据寄存器(spi_dr)，虽然是一个寄存器，但是实质上包含两个缓冲区：发送缓冲和接收缓冲，分别用于进行写操作和读操作。与usart两个单独的移位寄存器不同，spi只有一个移位寄存器且是双向的，同一时刻既向mosi上移出要发送的数据，又将miso上的数据向内移入，这个过程是同步的，spi传输结构如图6-11所示。
图6-11 spi数据传输结构图
spi发送数据时只需要将数据写入到spi_dr，spi会自动将其分配到发送缓冲区，然后再将数据从发送缓冲区并行传送到移位寄存器中，同时设置一个发送缓冲区为空（txe）的标志位，最后数据按照设定的数据格式（msb或lsb）被串行的从mosi引脚移出。与此同时miso引脚也会接收到数据，接收到的数据同样按照相应的格式被串行的移入到移位寄存器，当接收完一帧数据后，移位寄存器将接收到的数据传送到接收缓冲区中，同时会设置一个接收缓冲区非空（rxne）的标志位。使用spi发送和接收数据时并不需要关心数据是怎么发送或者接收到的，只需要检测相应标志位后向数据寄存器（spi_dr）写入要发送的数据或者读出接收到的数据即可。
txe标志位被置位仅表示发送缓冲区为空，可以继续向spi_dr写入数据，但并不代表数据发送完成，这一点一定要搞清楚。向发送缓冲区写入数据会清除txe标志位，如果txe=0即发生缓冲区非空时，向spi_dr中写入数据会覆盖发送缓冲区中的数据，但不会影响移位寄存器中的数据。rxne=1表示接收缓冲区非空，即已经接收到一帧数据。读spi_dr寄存器硬件会自动清除rxne标志位，并返回接收到的数据。当spi接收到一帧数据时，意味着spi肯定已经发送完一帧数据，因此判断一帧数据是否发送完成，可以通过检测rxne标志位。如果设置了spi_cr1寄存器中的txeie位或者spi_cr2寄存器中的rxneie位，将产生对应的中断。本文主要是以查询方式介绍spi如何收发数据。
使用查询方式检测txe和rxne标志位时需要用到spi标志位检测函数，如下所示：
spi_i2s_getflagstatus(spi_typedef* spix, uint16_t spi_i2s_flag)；其中spix中x为1、2、3，用来选择spi外设；spi_i2s_flag为被检测的标志位，如表6-11所示。
同时库函数中也有对应的spi数据发送和接收函数，分别为：（固件库手册中所示的发送和接收函数有误，实际以本文为准）
spi_i2s_senddata(spi_typedef* spix, uint16_t data)；//spi发送函数
spi_i2s_receivedata(spi_typedef* spix)；//spi接收函数
spi使用查询方式发送和接收数据时，在发送和接收数据之前需要检测相应标志位，然后再调用库函数发送或者接收数据，这样操作虽然方便，但是由于函数相互调用会占用时间，当传输数据量较大时会降低spi整体传输效率。为了提高spi的整体传输效率，本文采用寄存器方式操作。另外spi在接收从机数据时，由于从机自身不产生时钟信号（sck），通信时需要主机提供sck以启动数据传输，因此主机需要通过发送的数据来提供sck并接收从机的数据，发送的数据并不生效。
以下是配置spi2为主模式，8位数据格式，cpol=1，cpha=1，波特率2分频，msb先行，不使用crc校验，使用时可根据具体要求进行修改。由于spi外设挂载了多个从机设备，为了方便移植，初始化spi时并未设置片选引脚，而是选择将片选引脚与spi从设备放在一起配置，具体代码如下：
96.9 spi读写w25q128
6.9.1 w25q128****简介flash是一种掉电不丢数据的非易失存储设备，生活中常见的闪存存储设备包块固态硬盘、u盘、sd卡以及单片机内部的存储设备等。flash具有存储空间更大，读取速率快、可靠性高等特点。本节所要介绍的w25q128就是flash的一种，只不过它是以芯片的形式存在。 w25q128是华邦公司推出的一款spi接口的nor flash芯片，其存储空间为128mbit，相当于16m字节。w25q128可以支持spi的模式0和模式3，也就是cpol=0/cpha=0和cpol=1/cpha=1这两种模式。
往flash写入数据时，需要注意以下两个重要问题：
1、flash写入数据时和eeprom类似，不能跨页写入，一次最多写入一页，w25q128的一页是256字节。写入数据一旦跨页，必须在写满上一页的时候，等待flash将数据从缓存搬移到非易失区，重新再次往里写。
2、flash有一个特点，就是可以将1写成0，但是不能将0写成1，要想将0写成1，必须进行擦除操作。因此通常要改写某部分空间的数据，必须首先进行一定物理存储空间擦除，最小的擦除空间，通常称之为扇区，扇区擦除就是将这整个扇区每个字节全部变成0xff。每款flash的扇区大小不一定相同，w25q128的一个扇区是4096字节。为了提高擦除效率，使用不同的擦除指令还可以一次性进行32k（8个扇区）、64k（16个扇区）以及整片擦除。
kingst-32f1开发板中w25q128对应的管脚连接关系如图6-10所示。
图6-12 w25q128电路原理图及其引脚
6.9.2 w25q128****读写操作w25q128内部有一个“spi command & control logic”，可以通过spi接口向其发送指令，从而执行相应操作。指令的长度是不定的，有单字节的，也有多字节的，w25qxx一共具有34个操作指令，在此只列举常用的12个，具体如表6-13所示。
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