SPI专题（一）----STM32驱动FLASH(W25Q128)

1、硬件连接
W25Q128 将 16M 的容量分为 256 个块（Block），每个块大小为 64K 字节，每个块又分为 16个扇区（Sector），每个扇区 4K 个字节。 W25Q128 的最少擦除单位为一个扇区，也就是每次必须擦除 4K 个字节。操作需要给 W25Q128 开辟一个至少 4K 的缓存区，对 SRAM 要求比较高，要求芯片必须有 4K 以上 SRAM 才能很好的操作。

W25Q128 的擦写周期多达 10W 次，具有 20 年的数据保存期限，支持电压为 2.7~3.6V，W25Q128 支持标准的 SPI，还支持双输出/四输出的 SPI，最大 SPI 时钟可以到 80Mhz（双输出时相当于 160Mhz，四输出时相当于 320M）。
1.1 硬件连接

与 STM32 的引脚连接如下：这里是使用SPI1配置。

STM32引脚	对应SPI功能
PB14	片选CS
PB3	时钟SCK
PB4	MISO
PB5	MOSI

STM32 的 SPI 功能很强大， SPI 时钟最多可以到 18Mhz，支持 DMA，可以配置为 SPI 协议或者 I2S 协议（仅大容量型号支持）。

1.2 SPI通讯的通讯时序

SPI协议定义了通讯的起始和停止信号、数据有效性、时钟同步等环节。

这是一个主机的通讯时序。NSS、SCK、MOSI 信号都由主机控制产生，而 MISO 的信号由从机产生，主机通过该信号线读取从机的数据。MOSI 与 MISO 的信号只在 NSS 为低电平的时候才有效，在 SCK的每个时钟周期 MOSI和 MISO传输一位数据。

1.通讯的起始和停止信号

在图中的标号1处，NSS 信号线由高变低，是 SPI 通讯的起始信号。NSS 是每个从机各自独占的信号线，当从机在自己的 NSS 线检测到起始信号后，就知道自己被主机选中了，开始准备与主机通讯。在图中的标号6处，NSS 信号由低变高，是 SPI 通讯的停止信号，表示本次通讯结束，从机的选中状态被取消。

2.数据有效性

SPI使用 MOSI及 MISO信号线来传输数据，使用 SCK信号线进行数据同步。MOSI及MISO 数据线在 SCK 的每个时钟周期传输一位数据，且数据输入输出是同时进行的。数据传输时，MSB 先行或 LSB 先行并没有作硬性规定，但要保证两个 SPI通讯设备之间使用同样的协定，一般都会采用图中的 MSB先行模式。

观察图中的2345标号处，MOSI及 MISO的数据在 SCK的上升沿期间变化输出，在SCK 的下降沿时被采样。即在 SCK 的下降沿时刻，MOSI 及 MISO 的数据有效，高电平时表示数据“1”，为低电平时表示数据“0”。在其它时刻，数据无效，MOSI及MISO为下一次表示数据做准备。SPI每次数据传输可以 8 位或 16 位为单位，每次传输的单位数不受限制。

1.3 STM32 SPI外设

STM32 的 SPI 外设可用作通讯的主机及从机，支持最高的 SCK 时钟频率为 f pclk /2(STM32F103型号的芯片默认 f pclk1 为 72MHz，f pclk2 为 36MHz)，完全支持 SPI协议的 4种模式，数据帧长度可设置为 8 位或 16 位，可设置数据 MSB 先行或 LSB 先行。它还支持双线全双工(前面小节说明的都是这种模式)、双线单向以及单线模式。

SPI架构：

通讯引脚 :

SPI的所有硬件架构都从图中左侧 MOSI、MISO、SCK及 NSS线展开的。STM32芯片有多个SPI外设，它们的SPI通讯信号引出到不同的GPIO引脚上，使用时必须配置到这些指定的引脚。

2.软件配置

这里使用 STM32 的 SPI1 的主模式，SPI 相关的库函数和定义分布在文件 stm32f10x_spi.c 以及头文件 stm32f10x_spi.h 中。

2.1配置相关引脚的复用功能，使能 SPI1 时钟

第一步就要使能 SPI1 的时钟， SPI1 的时钟通过 APB2ENR 的第 12 位来设置。其次要设置 SPI1 的相关引脚为复用输出，这样才会连接到 SPI1 上否则这些 IO 口还是默认的状态，也就是标准输入输出口。这里我们使用的是 PB3、 4、 5 这 3 个（SCK、 MISO、 MOSI，
CS 使用软件管理方式），所以设置这三个为复用 IO。