LuatOS入门课|Air201模组与SPI Flash的交互艺术

今天我会把我了解的关于如何使用SPI读写外部Flash教给大家，本文将通过Air201+扩展板读写外部flash的演示，教你使用SPI示例，可根据实际需求灵活应用。

我们先了解一些相关基础知识：

SPI（Serial Peripheral Interface）——是一种同步串行通信协议，广泛应用于微控制器和外围设备之间的数据传输。它由摩托罗拉公司开发，具有全双工通信能力，即可以同时进行数据的发送和接收。

SPI通信通常涉及四条信号线：
 

MOSI（Master Out Slave In）：
主设备发送数据，外设接收数据。

MISO（Master In Slave Out）：
外设发送数据，主设备接收数据。

SCLK（Serial Clock）：
由主设备生成的时钟信号，用于同步数据传输。

CS/SS（Chip/Slave Select）：
选择特定的从设备进行通信。 

SPI的优点包括简单的硬件连接、高速数据传输和全双工通信。其缺点是通常需要更多的引脚，尤其是在多个从设备的情况下，每个从设备需要一个独立的CS引脚。此外，SPI没有标准化的协议层，因此设备间的兼容性需要仔细管理。

接下来，我们讲解SPI示例的具体使用。

1. 搭建环境

新朋友建议先看前期的基础知识相关教程，更有助于理解和操作。

可以在LuaTools项目管理中新建一个项目，重新选择底层CORE和脚本；或者在原有项目的基础上，不更换CORE，将原来的脚本删除，添加为demo/spi的脚本。

1.1 硬件准备：

Air201 PCBA

Air201-BTB扩展板（带一个FPC线）

SIM卡

带有数据通信功能的数据线

Win10及以上PC

Flash模块：本文使用W25Q系列SPI Flash。

Air201通过FPC线连接BTB扩展板，BTB扩展板再连接FLASH模块。

SPI管脚定义详见：
https://docs.openluat.com/air201/luatos/hardware/design/btb/#spi

完整接线如下所示：

1.2 软件准备：
 

LuaTools调试工具：
https://docs.openluat.com/Luatools

API接口说明：
https://docs.openluat.com/air201/luatos/api/core/spi

最新固件：
https://gitee.com/openLuat/LuatOS-Air201/tree/master/core
 

最新脚本：
https://gitee.com/openLuat/LuatOS-Air201/tree/master/demo/spi

2. 示例代码介绍

使用克隆的代码进行测试，代码路径：
LuatOS-Air201demospi

程序流程如下图所示：

2.1 初始化配置

SPI使用的是SPI0，CS使用的GPIO8，在初始化阶段，通常会将CS（GPIO8）拉高，表示当前没有选中任何从设备。

2.2 向FLASH写入数据 

查看W25QX系列FLASH模块数据手册的命令集，先写使能命令0x06，再写页数据到地址0x000001。

2.3 从FLASH读取数据

查看W25QX系列FLASH模块数据手册的命令集，使用0x03命令，读取0x000001地址的数据，完成操作后关闭SPI。

2.4 完整例程展示

3. 代码烧录

新朋友可以查看参考详细烧录教程：
https://docs.openluat.com/Luatools/

固件版本不变的情况下，直接选择下载脚本即可。

4. 展示效果

至此我们已经使用Air201的SPI接口，成功完成了对W25Q64 Flash存储器的读写操作。

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