SPI协议详解：从理论到实践

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@小白创作中心

SPI协议详解：从理论到实践

引用

CSDN

https://blog.csdn.net/laidene/article/details/146361530

1 前言

1 SPI(Serial Peripheral Interface)是 Motorola 公司提出的一种同步串行接口技术.
2 是一种高速(几十MHz)、全双工(同时发送和接收数据)、同步通信(主设备通过时钟控制传输)的总线.
3 只用四根信号线.

2 理论

2.1 SPI 的四条线

2.1.1 一对一连接示意图

2.1.2 一对多连接示意图

2.1.3 四条信号线的定义

信号线方向作用
SCLK(Serial Clock) 输出主设备时钟
MOSI(Master Out, Slave In) 输出主设备发数据,从设备收
MISO(Master In, Slave Out) 输入从设备发数据给,主设备收
CS/SS(Chip Select/Slave Select) 输出片选信号

2.2 SPI 的四种工作模式

从设备可能在出厂是就是配置为某种模式,所以我们需要选择相同的模式才能正常使用.

2.2.1 时钟极性(CPOL, Clock Polarity)

决定了 SCLK 在空闲状态时的电平

0=低电平
1=高电平

2.2.2 时钟相位(CPHA, Clock Phase)

决定了在 SCLK 哪个边沿采样

0=奇数
1=偶数

2.2.3 四种模式时序图

2.2.3.1 CPHA=0 时序图

2.2.3.1 CPHA=1 时序图

3 实践

参考野火f407霸天虎开发板 flash芯片为w25q128JV

3.1 引脚配置初始化

略

3.2 flash 指令与函数

// 状态寄存器
typedef struct {
uint8_t busy : 1; // 设备忙状态，1=正在擦除/写入，0=空闲
uint8_t wel : 1; // 写使能锁存 (WEL)，只读，1=可写，0=不可写
uint8_t bp0 : 1; // 块保护位 (BP0)
uint8_t bp1 : 1; // 块保护位 (BP1)
uint8_t bp2 : 1; // 块保护位 (BP2)
uint8_t tb : 1; // 保护方向 (TB)：0=顶部保护，1=底部保护
uint8_t sec : 1; // 扇区保护 (SEC)，决定块保护单位：0=64KB，1=4KB
uint8_t srp : 1; // 状态寄存器保护位 (SRP)
} status_reg_1_t;
typedef struct {
uint8_t srl : 1; // 状态寄存器锁定 (SRL)
uint8_t qe : 1; // Quad Enable (QE) ，1=开启四通道SPI
uint8_t reserved : 1;
uint8_t lb1 : 1; // 安全锁定位 1 (LB1)
uint8_t lb2 : 1; // 安全锁定位 2 (LB2)
uint8_t lb3 : 1; // 安全锁定位 3 (LB3)
uint8_t cmp : 1; // 互补保护位 (CMP)，0=TB 保护的部分不可写，1=TB 保护的部分可写
uint8_t sus : 1; // 擦除/编程挂起状态
} status_reg_2_t;
typedef struct {
uint8_t reserved : 1;
uint8_t reserved_1 : 1;
uint8_t wps : 1; // 写保护方案选择 (WPS)
uint8_t reserved_2 : 1;
uint8_t reserved_3 : 1;
uint8_t drv2 : 1; // 输出驱动强度控制 (DRV2)
uint8_t drv1 : 1; // 输出驱动强度控制 (DRV1)
uint8_t reserved_4 : 1;
} status_reg_3_t;