STM32学习笔记（十一）丨SPI通信（W25Q64芯片简介，使用SPI读写W25Q64存储器芯片）

​  本次课程采用单片机型号为STM32F103C8T6。
​  课程链接：江协科技 STM32入门教程

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  往期笔记链接：
  STM32学习笔记（一）丨建立工程丨GPIO 通用输入输出
  STM32学习笔记（二）丨STM32程序调试丨OLED的使用
  STM32学习笔记（三）丨中断系统丨EXTI外部中断
  STM32学习笔记（四）丨TIM定时器及其应用（定时中断、内外时钟源选择）
  STM32学习笔记（五）丨TIM定时器及其应用（输出比较丨PWM驱动呼吸灯、舵机、直流电机）
  STM32学习笔记（六）丨TIM定时器及其应用（输入捕获丨测量PWM波形的频率和占空比）
  STM32学习笔记（七）丨TIM定时器及其应用（编码器接口丨用定时器实现编码器测速）
  STM32学习笔记（八）丨ADC模数转换器（ADC单、双通道转换）
  STM32学习笔记（九）丨DMA直接存储器存取（DMA数据转运、DMA+AD多通道转换）
  STM32学习笔记（十）丨I2C通信（使用I2C实现MPU6050和STM32之间通信）

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一、SPI的通信协议及其原理

1.1 SPI简介

​  SPI（Serial Peripheral Interface）是由Motorola公司开发的一种通用数据总线四根通信线：SCK（Serial Clock）、MOSI（Master Output Slave Input）、MISO（Master Input Slave Output）、SS（Slave Select）。
​  SPI通信具有以下特点：

• 同步，全双工；
• 支持总线挂载多设备（SPI仅支持一主多从）；
• 在不同情况下，通信线的名称可能有所变化：
  • SCK：SCLK、CLK、CK；
  • MOSI：DI（对从机而言）；
  • MISO：DO（对从机而言）；
  • SS：CS（Chip Select）、NSS（Not Slave Select）；
• SPI通信的SS线可以有多条，即对每一个从机而言都有单独的从机选择线，一般为低电平有效。

1.2 SPI通信的硬件连接

• 所有SPI设备的SCK、MOSI、MISO分别连在一起
• 主机另外引出多条SS控制线，分别接到各从机的SS引脚，同一时间，主机只能选择一条SS线为低电平
• 输出引脚配置为推挽输出（推挽输出能使SPI的通信速度轻松达到MHz的级别），输入引脚配置为浮空或上拉输入。当从机未被SS线选中时，从机的输出引脚MISO必须呈现高阻态，以防止数据冲突。

​  简化了数据输出寄存器的SPI通信移位示意图如下图所示。下面的图演示了主机和从机同时执行一个字节的字节交换的过程。实际上，如果只想发送不想接收，可以在执行这个时序后只关心输出，不关心从机输入的数据；如果只想接收不想发送，可以“随便”发送一个数据，关心被交换过来的从机的数据即可。


​  在只执行发送或只执行接收的情况下，SPI通信会存在通信资源浪费的情况。但是这种浪费是全双工通信的通病，对于SPI通信这个“富家子弟”而言，有一点浪费对其的影响是微乎其微的。

1.3 SPI的时序基本单元

1.3.1 起始条件和终止条件

1. 起始条件：SS从高电平切换到低电平
2. 终止条件：SS从低电平切换到高电平

1.3.2 交换字节（模式0，先移入，再移出）

​  SPI外设的通信模式由控制寄存器中的CPOL（决定空闲时SCK的电平）和CPHA（时钟相位，决定第几个边沿采样）两个位控制。实际应用时，模式0的应用最广泛。之后的实验也基于模式0进行。

• CPOL=0：空闲状态时，SCK为低电平
• CPHA=0：SCK第一个边沿移入数据（进行电平检测），第二个边沿移出数据（将数据移到数据输出寄存器）。但是数据必须要先移出，再移入，所以在SS的下降沿时 ，主机就已经将数据输出到MOSI上了，所以这里可以理解为第0个SCK边沿移出，第1个SCK边沿移入。
  

1.3.3 交换字节（模式1，先移出，再移入）

• CPOL=0：空闲状态时，SCK为低电平
• CPHA=1：SCK第一个边沿移出数据（将数据移到数据输出寄存器），第二个边沿移入数据（第二个边沿进行电平检测）
  

1.3.4 交换字节（模式2，对应模式0，SCK极性取反）

• CPOL=1：空闲状态时，SCK为高电平
• CPHA=0：SCK第一个边沿移入数据，第二个边沿移出数据

1.3.5 交换字节（模式3，对应模式1，SCK极性取反）

• CPOL=1：空闲状态时，SCK为高电平
• CPHA=1：SCK第一个边沿移出数据，第二个边沿移入数据

1.4 SPI的指令操作

​  可以看到，SPI的通信相比于I2C而言是十分简单的。所以对于从机而言，不同的设备可以根据不同的需求定义指令集，有些指令仅需要一个字节就可完成，有些指令需要在操作指令后跟对应读写的数据。对应这些指令的操作，不同的设备都可以自由定义。

二、STM32的SPI通信外设

2.1 SPI外设简介

​  STM32内部集成了硬件SPI收发电路，可以由硬件自动执行时钟生成、数据收发等功能，减轻CPU的负担

• 可配置8位/16位数据帧、高位先行/低位先行
• 时钟频率： $f_{PCLK}$ / (2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256)，ABP2的$f_{PCLK}$是72MHz，ABP1的$f_{PCLK}$是36MHz。
• 支持多主机模型、主或从操作（了解即可）
• 可精简为半双工/单工通信（了解即可）
• 支持DMA
• 兼容I2S协议（I2S协议是一种数字音频信号传输的专用协议，它和SPI协议有一些共有的特征）

​  STM32F103C8T6 硬件SPI资源：SPI1（APB2）、SPI2（APB1）。

2.2 SPI外设结构

​  读取和接收数据的流程和串口相似。如果有连续的数据需要发送，则需要检查TxE（发送寄存器空）标志位是否为1；如果要接收连续的数据，就需要检查RxNE（接收寄存器非空）是否为1。检测到RxNE为1后，需要尽快读出，否则接收寄存器的数据可能被覆盖。
​  上图中的NSS引脚是为了和多主机模型配合而设计的引脚，它和SPI通信协议中的SS引脚不同。实际上，在具体实现时，如果有多个设备，就需要多个SS线，一条NSS线显然无法满足需求。所以这里协议中要求的SS线用GPIO模拟即可。
​  下图展示了SPI外设在高位先行的情况下的简化结构。

2.3 主模式全双工连续传输时序

​  上图展示的是SPI模式3，低位先行下主模式连续传输（发送和接收）的时序图。
​  在实际应用中，由于这种方式的配置相对复杂，如果不是追求极致的传输效率性能要求，一般采用下面的方法进行数据传输：

2.4 非连续传输时序

​  非连续传输对于软件设计十分友好，仅需要四行代码就可以完成。它和连续传输的区别在于TxE为1后不立刻写入TDR，而是等待数据交换完成后，读取RDR，之后再写入下一个字节到TDR。只要稍作修改，就可以把软件SPI改为硬件SPI。

三、W25Q64存储器芯片

3.1 W25Q64简介及其工作原理

​  W25Qxx系列是一种低成本、小型化、使用简单的非易失性存储器，常应用于数据存储、字库存储（汉字字库的点阵数据）、固件程序存储等场景。

• 存储介质：Nor Flash（闪存）（闪存分为Nor Flash和Nand Flash，这里不再详细展开）
• 时钟频率：80MHz / 160MHz (双重SPI，Dual SPI，一个时钟周期发送/接收2位，这里的频率是等效的频率) / 320MHz (四重SPI，Quad SPI，4位并行)
• 存储容量（24位地址）：
  • W25Q40： 4Mbit / 512KByte
  • W25Q80： 8Mbit / 1MByte
  • W25Q16： 16Mbit / 2MByte
  • W25Q32： 32Mbit / 4MByte
  • W25Q64： 64Mbit / 8MByte
  • W25Q128： 128Mbit / 16MByte
  • W25Q256： 256Mbit / 32MByte
    

• VCC，GND：电源（2.7~3.6V）
• CS（SS）
• CLK（SCK）
• DI（MOSI）
• DO（MISO）
• WP：写保护，高电平有效
• HOLD：数据保持。在正常数据读写时，产生中断，想让SPI通信线去操作其他设备，且不想终止SPI总线的时序，这时就可以将HOLD引脚置低电平，这时芯片的状态和时序都将保持，并释放总线。之后完成操作后，将HOLD总线置回高电平，继续时序。
  ​
    W25Q64的内部框图如下图所示。对于W25Q64的存储器组织，8MB划分为128个块（Block），每个块又划分为16个扇区（Sector）；而总的8MB地址空间又可以划分为很多的页（Page），每一页有256个字节。按这样的规律划分存储地址，可以更高效地管理内存。
  

3.2 Flash操作注意事项

3.2.1 写入操作

• 写入操作前，必须先进行写使能
• 每个数据位只能由1改写为0，不能由0改写为1（成本和技术原因）
• 写入数据前必须先擦除，擦除后，所有数据位变为1（Flash有专门的擦除命令，操作时仅需要发送擦除命令即可），在Flash中0FFH代表空白
• 擦除必须按最小擦除单元（在本芯片中，最小的擦除单元是一个扇区Sector）进行
• 连续写入多字节时，最多写入一页的数据，超过页尾位置的数据，会回到页首覆盖写入（页缓存器的限制），在写入时，要注意写入的地址范围不能跨越页尾
• 写入操作结束后，芯片进入忙状态，不响应新的读写操作

3.2.2 读取操作

• 直接调用读取时序，无需使能，无需额外操作，没有页的限制，读取操作结束后不会进入忙状态，但不能在忙状态时读取

四、代码实现

4.1 软件模拟SPI

• MySPI.h

#ifndef __MYSPI_H_
#define __MYSPI_H_

void MySPI_Init(void);
void MySPI_Start(void);
void MySPI_Stop(void);
uint8_t MySPI_SwapByte(uint8_t ByteSend);

#endif

• MySPI.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header

#define 	MySPI_MOSI_GPIO_CLK			RCC_APB2Periph_GPIOA
#define 	MySPI_MOSI_GPIO				GPIOA
#define 	MySPI_MOSI_GPIO_Pin			GPIO_Pin_7

#define 	MySPI_MISO_GPIO_CLK			RCC_APB2Periph_GPIOA
#define 	MySPI_MISO_GPIO				GPIOA
#define 	MySPI_MISO_GPIO_Pin			GPIO_Pin_6

#define 	MySPI_SCLK_GPIO_CLK			RCC_APB2Periph_GPIOA
#define 	MySPI_SCLK_GPIO				GPIOA
#define 	MySPI_SCLK_GPIO_Pin			GPIO_Pin_5

#define		MySPI_SS_GPIO_CLK			RCC_APB2Periph_GPIOA
#define 	MySPI_SS_GPIO				GPIOA
#define 	MySPI_SS_GPIO_Pin			GPIO_Pin_4

/**
  * @brief  改变SS电平
  * @param  BitValue	改变的目标值，0为低电平，1为高电平
  * @retval 无
  */
void MySPI_W_SS(uint8_t BitValue)
{
	GPIO_WriteBit(MySPI_SS_GPIO, MySPI_SS_GPIO_Pin, (BitAction)BitValue);
}

/**
  * @brief  改变SCLK电平
  * @param  BitValue	改变的目标值，0为低电平，1为高电平
  * @retval 无
  */
void MySPI_W_SCLK(uint8_t BitValue)
{
	GPIO_WriteBit(MySPI_SS_GPIO, MySPI_SCLK_GPIO_Pin, (BitAction)BitValue);
}

/**
  * @brief  改变MOSI电平
  * @param  BitValue	改变的目标值，0为低电平，1为高电平
  * @retval 无
  */
void MySPI_W_MOSI(uint8_t BitValue)
{
	GPIO_WriteBit(MySPI_SS_GPIO, MySPI_MOSI_GPIO_Pin, (BitAction)BitValue);
}

/**
  * @brief  读取MISO电平
  * @param  无
  * @retval 读取到的逻辑电平值
  */
uint8_t MySPI_R_MISO(void)
{
	return GPIO_ReadInputDataBit(MySPI_MISO_GPIO, MySPI_MISO_GPIO_Pin);
}

/**
  * @brief  软件SPI的GPIO初始化函数，更换GPIO时仅需要更改文件开始的宏定义即可
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void MySPI_Init(void)
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(MySPI_MOSI_GPIO_CLK, ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(MySPI_MISO_GPIO_CLK, ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(MySPI_SCLK_GPIO_CLK, ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(MySPI_SS_GPIO_CLK, ENABLE);
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;		// 主机输入，上拉输入
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = MySPI_MISO_GPIO_Pin;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(MySPI_MISO_GPIO, &GPIO_InitStructure);
	
	// 其余三个引脚均为推挽输出
	// MOSI
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = MySPI_MOSI_GPIO_Pin;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(MySPI_MOSI_GPIO, &GPIO_InitStructure);
	
	// SCLK
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = MySPI_SCLK_GPIO_Pin;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(MySPI_SCLK_GPIO, &GPIO_InitStructure);
	
	// SS
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = MySPI_SS_GPIO_Pin;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(MySPI_SS_GPIO, &GPIO_InitStructure);
	
	MySPI_W_SS(1);
	MySPI_W_SCLK(0);
}

/**
  * @brief  生成SPI的起始信号
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void MySPI_Start(void)
{
	MySPI_W_SS(0);
}

/**
  * @brief  生成SPI的结束信号
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void MySPI_Stop(void)
{
	MySPI_W_SS(1);
}

/**
  * @brief  交换数据函数
  * @param  ByteSend	发送到从机的数据，长度为一个字节
  * @retval 接收到的数据，长度为一个字节
  */
uint8_t MySPI_SwapByte(uint8_t ByteSend)
{
	uint8_t i, ByteReceive = 0x00;
	
	for (i = 0; i < 8; i ++)
	{
		MySPI_W_MOSI(ByteSend & (0x80 >> i));		// 在下降沿，把数据移到MOSI总线上
		
		MySPI_W_SCLK(1);					// 上升沿读取数据
		if (MySPI_R_MISO() == 1)
		{
			ByteReceive |= (0x80 >> i);		// 掩码提取数据
		}
		MySPI_W_SCLK(0);					// 下降沿
	}
	
	return ByteReceive;
}

• W25Q64.h

#ifndef __W25Q64_H_
#define __W25Q64_H_

void W25Q64_Init(void);
void W25Q64_ReadID(uint8_t *MID, uint16_t *DID);

void W25Q64_PageProgram(uint32_t Address, uint8_t *DataArray, uint16_t Count);
void W25Q64_SectorErase(uint32_t Address);
void W25Q64_ReadData(uint32_t Address, uint8_t *DataArray, uint32_t Count);

#endif

• W25Q64_Ins.h

#ifndef __W25Q64_INS_H
#define __W25Q64_INS_H

#define W25Q64_WRITE_ENABLE							0x06
#define W25Q64_WRITE_DISABLE						0x04
#define W25Q64_READ_STATUS_REGISTER_1				0x05
#define W25Q64_READ_STATUS_REGISTER_2				0x35
#define W25Q64_WRITE_STATUS_REGISTER				0x01
#define W25Q64_PAGE_PROGRAM							0x02
#define W25Q64_QUAD_PAGE_PROGRAM					0x32
#define W25Q64_BLOCK_ERASE_64KB						0xD8
#define W25Q64_BLOCK_ERASE_32KB						0x52
#define W25Q64_SECTOR_ERASE_4KB						0x20
#define W25Q64_CHIP_ERASE							0xC7
#define W25Q64_ERASE_SUSPEND						0x75
#define W25Q64_ERASE_RESUME							0x7A
#define W25Q64_POWER_DOWN							0xB9
#define W25Q64_HIGH_PERFORMANCE_MODE				0xA3
#define W25Q64_CONTINUOUS_READ_MODE_RESET			0xFF
#define W25Q64_RELEASE_POWER_DOWN_HPM_DEVICE_ID		0xAB
#define W25Q64_MANUFACTURER_DEVICE_ID				0x90
#define W25Q64_READ_UNIQUE_ID						0x4B
#define W25Q64_JEDEC_ID								0x9F
#define W25Q64_READ_DATA							0x03
#define W25Q64_FAST_READ							0x0B
#define W25Q64_FAST_READ_DUAL_OUTPUT				0x3B
#define W25Q64_FAST_READ_DUAL_IO					0xBB
#define W25Q64_FAST_READ_QUAD_OUTPUT				0x6B
#define W25Q64_FAST_READ_QUAD_IO					0xEB
#define W25Q64_OCTAL_WORD_READ_QUAD_IO				0xE3

#define W25Q64_DUMMY_BYTE							0xFF

#endif

• W25Q64.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "MySPI.h"
#include "W25Q64_Ins.h"

/**
  * @brief  芯片读写初始化函数
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void W25Q64_Init(void)
{
	MySPI_Init();
}

/**
  * @brief  读取设备ID
  * @param  MID		指向厂商ID变量的指针，厂商ID为8位ID变量 
  * @param  DID		指向设备ID变量的指针，设备ID为16位变量
  * @retval 无
  */
void W25Q64_ReadID(uint8_t *MID, uint16_t *DID)
{
	MySPI_Start();
	
	MySPI_SwapByte(W25Q64_JEDEC_ID);		// 读ID号指令
	
	*MID = MySPI_SwapByte(W25Q64_DUMMY_BYTE);	// 厂商ID，默认为0xEF
	*DID = MySPI_SwapByte(W25Q64_DUMMY_BYTE);	// 设备ID，表示存储类型，默认为0x40
	*DID <<= 8;
	*DID |= MySPI_SwapByte(W25Q64_DUMMY_BYTE);	// 设备ID，表示容量，默认为0x17
	
	MySPI_Stop();
}

/**
  * @brief  发送写使能命令
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void W25Q64_WriteEnable(void)
{
	MySPI_Start();
	MySPI_SwapByte(W25Q64_WRITE_ENABLE);
	MySPI_Stop();
}

/**
  * @brief  带超时的等待忙状态函数
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void W25Q64_WaitBusyWithTimeout(void)
{
	uint32_t Timeout = 100000;
	MySPI_Start();
	MySPI_SwapByte(W25Q64_READ_STATUS_REGISTER_1);
	while ((MySPI_SwapByte(W25Q64_DUMMY_BYTE) & 0x01) == 1)	// 利用连续读出状态寄存器，实现等待Busy的功能
	{
		Timeout --;
		if (Timeout == 0)
		{
			/* 可以在这里添加超时错误函数 */
			break;
		}
	}
	MySPI_Stop();
}

/**
  * @brief  页编程（写入）函数
  * @param  Address		写入目标的24位首地址，连续写入时地址指针自动增1
  * @param  DataArray	写入数组的地址指针
  * @param  Count		写入数据的长度
  * @retval 无	
  */
void W25Q64_PageProgram(uint32_t Address, uint8_t *DataArray, uint16_t Count)
{
	uint16_t i;
	
	W25Q64_WriteEnable();		// 时序结束后W25Q64会自动写失能
	
	MySPI_Start();
	MySPI_SwapByte(W25Q64_PAGE_PROGRAM);
	
	MySPI_SwapByte(Address >> 16);
	MySPI_SwapByte(Address >> 8);		// 自动舍弃高位
	MySPI_SwapByte(Address);			// 自动舍弃高位
	for (i = 0; i < Count; i ++)
	{
		MySPI_SwapByte(DataArray[i]);
	}
	MySPI_Stop();
	
	W25Q64_WaitBusyWithTimeout();
}

/**
  * @brief  页擦除函数，在执行写入操作前要进行擦除
  * @param  Address		擦除页的首地址
  * @retval 无
  */
void W25Q64_SectorErase(uint32_t Address)
{
	W25Q64_WriteEnable();		// 时序结束后W25Q64会自动写失能
	
	MySPI_Start();
	
	MySPI_SwapByte(W25Q64_SECTOR_ERASE_4KB);
	
	MySPI_SwapByte(Address >> 16);
	MySPI_SwapByte(Address >> 8);		// 自动舍弃高位
	MySPI_SwapByte(Address);			// 自动舍弃高位
	MySPI_Stop();
	
	W25Q64_WaitBusyWithTimeout();		// 事后等待，优点是函数之外存储器一定不忙，缺点是会牺牲一点代码执行效率
}


/**
  * @brief  读取数据函数
  * @param  Address		读取目标的24位首地址，连续写入时地址指针自动增1
  * @param  DataArray	存放数据的数组的地址指针
  * @param  Count		读取数据的长度
  * @retval 无	
  */
void W25Q64_ReadData(uint32_t Address, uint8_t *DataArray, uint32_t Count)
{
	uint32_t i;
	MySPI_Start();
	MySPI_SwapByte(W25Q64_READ_DATA);
	
	MySPI_SwapByte(Address >> 16);
	MySPI_SwapByte(Address >> 8);		// 自动舍弃高位
	MySPI_SwapByte(Address);			// 自动舍弃高位
	
	for (i = 0; i < Count; i ++)
	{
		DataArray[i] = MySPI_SwapByte(W25Q64_DUMMY_BYTE);
	}
	
	MySPI_Stop();
}

• main.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "OLED.h"
#include "W25Q64.h"

uint8_t MID;
uint16_t DID;

uint8_t ArrayWrite[] = {0x55, 0x66, 0x77, 0x88};
uint8_t ArrayRead[4] = {0};

int main()
{
	OLED_Init();
	
	W25Q64_Init();
	W25Q64_ReadID(&MID, &DID);
	
	OLED_ShowString(1, 1, "MID:   DID:");
	OLED_ShowString(2, 1, "W:");
	OLED_ShowString(3, 1, "R:");
	
	OLED_ShowHexNum(1, 5, MID, 2);
	OLED_ShowHexNum(1, 12, DID, 4);
	
	W25Q64_SectorErase(0x000000);		// 擦除扇区的起始地址
	W25Q64_PageProgram(0x000000, ArrayWrite, 4);	// 写入数据
	
	W25Q64_ReadData(0x000000, ArrayRead, 4);		// 读取数据
	
	OLED_ShowHexNum(2, 3, ArrayWrite[0], 2);
	OLED_ShowHexNum(2, 6, ArrayWrite[1], 2);
	OLED_ShowHexNum(2, 9, ArrayWrite[2], 2);
	OLED_ShowHexNum(2, 12, ArrayWrite[3], 2);
	
	OLED_ShowHexNum(3, 3, ArrayRead[0], 2);
	OLED_ShowHexNum(3, 6, ArrayRead[1], 2);
	OLED_ShowHexNum(3, 9, ArrayRead[2], 2);
	OLED_ShowHexNum(3, 12, ArrayRead[3], 2);
	
	while(1)
	{

	}
}

4.2 基于SPI外设实现硬件SPI

​  在硬件中，任然采用分层管理的思想，但是这里我们采用非连续传输的时序，只需要在软件SPI的基础上更改MySPI.c中底层通信协议的代码即可。

• MySPI.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header

#define		MySPI_SS_GPIO_CLK			RCC_APB2Periph_GPIOA
#define 	MySPI_SS_GPIO				GPIOA
#define 	MySPI_SS_GPIO_Pin			GPIO_Pin_4

/**
  * @brief  GPIO改变SS电平
  * @param  BitValue	改变的目标值，0为低电平，1为高电平
  * @retval 无
  */
void MySPI_W_SS(uint8_t BitValue)
{
	GPIO_WriteBit(MySPI_SS_GPIO, MySPI_SS_GPIO_Pin, (BitAction)BitValue);
}

/**
  * @brief  硬件SPI的初始化函数
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void MySPI_Init(void)
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(MySPI_SS_GPIO_CLK, ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SPI1, ENABLE);
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = MySPI_SS_GPIO_Pin;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(MySPI_SS_GPIO, &GPIO_InitStructure);
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_7;	// SPI1的SCK和MOSI
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;				// SPI1的MISO
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
	
	SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure;
	SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_128;	// f_SCLK = 72MHz / 128
	SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_1Edge;		// SCLK的第一个边沿采样（移入）
	SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low;			// SCLK的极性选择
	SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;			// CRC校验的默认值
	SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;	// 8位数据帧
	SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;	// 双路全双工
	SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;	// 高位先行
	SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;		// 选择STM32为主机
	SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;			// 选择NSS为软件配置还是硬件配置（这里不用）
	SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure);
	
	SPI_Cmd(SPI1, ENABLE);
	
	MySPI_W_SS(1);
}

/**
  * @brief  生成SPI的起始信号
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void MySPI_Start(void)
{
	MySPI_W_SS(0);
}

/**
  * @brief  生成SPI的结束信号
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void MySPI_Stop(void)
{
	MySPI_W_SS(1);
}

/**
  * @brief  硬件交换数据函数
  * @param  ByteSend	发送到从机的数据，长度为一个字节
  * @retval 接收到的数据，长度为一个字节
  */
uint8_t MySPI_SwapByte(uint8_t ByteSend)
{
	while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_TXE) != SET);	// 等待TxE为1
	
	SPI_I2S_SendData(SPI1, ByteSend);
	
	while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_RXNE) != SET);	// 发送完成即接收完成，等待RxNE为1
	
	return SPI_I2S_ReceiveData(SPI1);
}

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