我的 github：
https://github.com/lovewinds13/stm32f013_study。
STM32F103 相關代碼均送出到此倉庫。
1. 硬體連接配接
W25Q64 将 8M 的容量分為 128 個塊(Block)，每個塊大小為 64K 位元組，每個塊又分為 16個扇區(Sector)，每個扇區 4K 個位元組。
W25Q64 的最少擦除機關為一個扇區，也就是每次必須擦除 4K 個位元組。操作需要給 W25Q64 開辟一個至少 4K 的緩存區，對 SRAM 要求比較高，要求晶片必須有 4K 以上 SRAM 才能很好的操作。
W25Q64 的擦寫周期多達 10W 次，具有 20 年的資料儲存期限，支援電壓為 2.7~3.6V，W25Q64 支援标準的 SPI，還支援雙輸出/四輸出的 SPI，最大 SPI 時鐘可以到 80Mhz(雙輸出時相當于 160Mhz，四輸出時相當于 320M)。
1.1 硬體連接配接
與 STM32 的引腳連接配接如下：這裡是使用SPI1配置。
| STM32引腳 | 對應SPI功能 |
|---|---|
| PA2 | 片選CS |
| PA5 | 時鐘SCK |
| PA6 | MISO |
| PA7 | MOSI |
STM32 的 SPI 功能很強大， SPI 時鐘最多可以到 18Mhz，支援 DMA，可以配置為 SPI 協定或者 I2S 協定(僅大容量型号支援)。
1.2 SPI 通訊的通訊時序
SPI 協定定義了通訊的起始和停止信号、資料有效性、時鐘同步等環節。
我們以讀取 FLASH 的狀态寄存器的時序圖分析一下，時序圖也是書寫軟體模拟時序的依據。
如上圖，我們知道書寫 FLASH (來自華邦 W25X 手冊)支援的是模式 0 (CPOL = 0 && CPHA == 0) 和 模式 3(CPOL = 1 && CPHA == 1)
CS、SCK、MOSI 信号都由主機控制産生，而 MISO 的信号由從機産生，主機通過該信号線讀取從機的資料。MOSI 與 MISO 的信号隻在 CS 為低電平的時候才有效，在 SCK 的每個時鐘周期 MOSI 和 MISO 傳輸一位資料。
1.2.1. 通訊的起始和停止信号
在上圖，CS 信号線由高變低，為 SPI 通訊的起始信号。CS 是每個從機各自獨占的信号線，當從機在自己的 CS 線檢測到起始信号後，就知道自己被主機選中了，開始準備與主機通訊。當 CS 信号由低變高，為 SPI 通訊的停止信号，表示本次通訊結束，從機的選中狀态被取消。
1.2.2. 資料有效性
SPI 使用 MOSI 及 MISO 信号線來傳輸資料，使用 SCK 信号線進行資料同步。
MOSI 及 MISO 資料線在 SCK 的每個時鐘周期傳輸一位資料。資料傳輸時，MSB 先行或 LSB 先行并沒有作硬性規定，但要保證兩個 SPI 通訊裝置之間使用同樣的協定，一般都會采用圖中的 MSB 先行模式。
觀察上圖，可知模式 0 和 3 都是在上升沿讀取資料。
示例：FLASH 讀取 JEDEC_ID (0x9F)，SPI 模式 0,，頻率 f = 1MHz。
讀取 JEDEC_ID 時，FLASH 回複的一個字：0xC8。
1.2.3 STM32 SPI外設
STM32 的 SPI 外設可用作通訊的主機及從機，支援最高的 SCK 時鐘頻率為 f pclk / 2 (STM32F103 型号的晶片預設 f pclk1 為 72MHz，f pclk2 為 36MHz)，完全支援 SPI 協定的 4 種模式，資料幀長度可設定為 8 位或 16 位，可設定資料 MSB 先行或 LSB 先行。它還支援雙線全雙工、雙線單向以及單線模式。
SPI架構：
通訊引腳 :
SPI 的所有硬體架構都從上圖中左 MOSI、MISO、SCK及 NSS 線展開的。
STM32 晶片有多個 SPI 外設，它們的 SPI 通訊信号引出到不同的 GPIO 引腳上，使用時必須配置到這些指定的引腳。
2. 軟體配置
這裡使用 STM32 的 SPI1 的主模式，SPI 相關的庫函數和定義分布在檔案 stm32f10x_spi.c 以及頭檔案 stm32f10x_spi.h 中。
2.1 配置相關引腳的複用功能
第一步就要使能 SPI1 的時鐘， SPI1 的時鐘通過 APB2ENR 的第 12 位來設定。其次要設定 SPI1 的相關引腳為複用輸出，這樣才會連接配接到 SPI1 上否則這些 IO 口還是預設的狀态，也就是标準輸入輸出口。這裡我們使用的是 PA5、 PA6、 PA7 這 3 個(SCK、 MISO、 MOSI、CS 使用軟體管理方式)，是以設定這三個為複用 IO。
宏定義：
IO 配置：
2.2 初始化 SPI1,設定 SPI1 工作模式
接下來初始化 SPI1，設定 SPI1 為主機模式，設定資料格式為 8 位，然設定 SCK 時鐘極性及采樣方式。并設定 SPI1 的時鐘頻率(最大 18Mhz)，以及資料的格式(MSB 在前還是 LSB 在前)。這在庫函數中是通過 SPI_Init 函數來實作。
函數原型：
void SPI_Init(SPI_TypeDef* SPIx, SPI_InitTypeDef* SPI_InitStruct)；
第一個參數是 SPI 标号，第二個參數結構體類型 SPI_InitTypeDef 為相關屬性設定。
SPI_InitTypeDef 的定義如下：
| 參數 | 解釋 |
|---|---|
| SPI_Direction | 設定 SPI 的通信方式，可以選擇為半雙工，全雙工，以及串行發和串行收方式 |
| SPI_Mode | 設定 SPI 的主從模式，主機模式 (SPI_Mode_Master)，從機模式 (PI_Mode_Slave)。 |
| SPI_DataSiz | 資料為 8 位還是 16 位幀格式選擇項。SPI_DataSize_8b(8 位)，SPI_DataSize_16b (16位) |
| SPI_CPOL | 設定時鐘極性 |
| SPI_CPHA | 設定時鐘相位，也就是選擇在串行同步時鐘的第幾個跳變沿(上升或下降)資料被采樣，可以為第一個或者第二個條邊沿采集 |
| SPI_NSS | 設定 NSS 信号由硬體(NSS 管腳)還是軟體控制 |
| SPI_BaudRatePrescaler | 設定 SPI 波特率預分頻值也就是決定 SPI 的時鐘的參數 ，從不分頻道 256 分頻 8 個可選值 ，選擇 256 分頻值SPI_BaudRatePrescaler_256, 傳輸速度為 36M/256=140.625KHz。 |
| SPI_FirstBit | 設定資料傳輸順序是 MSB 位在前還是 LSB 位在前。SPI_FirstBit_MSB (高位在前) |
| SPI_CRCPolynomial | 設定 CRC 校驗多項式，提高通信可靠性，大于 1 即可 |
初始化的範例格式為：
2.3 SPI 傳輸資料
通信接口需要有發送資料和接受資料的函數，固件庫提供的發送資料函數原型為：
void SPI_I2S_SendData(SPI_TypeDef* SPIx, uint16_t Data);
往 SPIx 資料寄存器寫入資料 Data，進而實作發送。
固件庫提供的接受資料函數原型為：
這從 SPIx 資料寄存器讀出接收到的資料。
收發單個位元組資料：
收發多個位元組資料：
2.4 檢視 SPI 傳輸狀态
在 SPI 傳輸過程中，要判斷資料是否傳輸完成，發送區是否為空等等狀态，
通過函數 SPI_I2S_GetFlagStatus 實作的，判斷發送是否完成的方法是：
3. SPI FLASH 操作
3.1 宏定義部分
3.2 中間層函數封裝
注明： 此部分函數的封裝是為了統一硬體 SPI 和軟體模拟 SPI 接口。
//--------------------------------------------------------------------------------------------------------// 函 數 名: hal_spi_send_bytes// 功能說明: SPI 發送資料,包含軟體和硬體通信方式// 形 參: mode：通信方式選擇(0：軟體SPI;1：硬體SPI)// pbdata：發送資料的首位址// send_length：發送資料長度// 返 回 值: 執行狀态(true or false)// 日 期: 2020-03-12// 備 注: 中間層封裝底層接口// 作 者: by 霁風AI//--------------------------------------------------------------------------------------------------------uint8_t hal_spi_send_bytes(uint8_t mode, uint8_t *pbdata, uint16_t send_length)
{if (mode == 0)
{for (uint16_t i = 0; i {
Spi_WriteByte(pbdata[i]);
}return true;
}else if (mode == 1)
{
spi_master_send_some_bytes(1, pbdata, send_length);// for (uint16_t i = 0; i // {// spi_master_send_recv_byte(1, pbdata[i]);// }return true;
}else
{return false;
}
}//--------------------------------------------------------------------------------------------------------// 函 數 名: hal_spi_recv_bytes// 功能說明: SPI 接收資料,包含軟體和硬體通信方式// 形 參: mode：通信方式選擇(0：軟體SPI;1：硬體SPI)// pbdata：發送資料的首位址// send_length：發送資料長度// 返 回 值: 執行狀态(true or false)// 日 期: 2020-03-12// 備 注: 中間層封裝底層接口// 作 者: by 霁風AI//--------------------------------------------------------------------------------------------------------uint8_t hal_spi_recv_bytes(uint8_t mode, uint8_t *pbdata, uint16_t recv_length)
{if (mode == 0)
{for (uint16_t i = 0; i {
*pbdata++ = Spi_ReadByte(); //軟體模拟SPI
} return true;
}else if (mode == 1)
{
spi_master_recv_some_bytes(1, pbdata, recv_length); //硬體SPI// for (uint16_t i = 0; i // {// *pbdata++ = spi_master_send_recv_byte(1, 0xFF);// }return true;
}else
{return false;
}
}
關于軟體模拟 SPI 部分代碼，參看：
軟體模拟SPI代碼：
(https://github.com/lovewinds13/stm32f013_study/blob/master/Driver/src/drvsfspi.c) 。
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