基于使用STM32F103单片机,实现64Mbit单对单通信

工程师周亮 发表于 2018-10-18 15:19:35 收藏 已收藏
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基于使用STM32F103单片机,实现64Mbit单对单通信

工程师周亮 发表于 2018-10-18 15:19:35

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

基于使用STM32F103单片机,实现64Mbit单对单通信

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:

/*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) );

}

/*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:

/*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, u

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