STM32探索：使用SPI读写串行FLASH存储器

探索STM32：利用SPI读写串行FLASH存储器

在嵌入式系统开发中，使用外部存储器是常见的需求，特别是对于需要大容量存储数据的应用。串行闪存（Serial Flash）是一种常见的外部存储器，它通过SPI（Serial Peripheral Interface）接口与微控制器通信。本文将详细介绍如何利用STM32微控制器通过SPI接口读写串行FLASH存储器，以及如何实现数据的存储和检索。

串行FLASH存储器简介

串行FLASH存储器是一种非易失性存储器，通常用于存储程序代码、配置信息、日志数据等。它通过SPI接口与微控制器通信，具有容量大、体积小、功耗低等优点，适用于各种嵌入式系统应用。

STM32与SPI接口

STM32系列微控制器集成了丰富的外设，包括多个SPI接口，便于与外部设备进行通信。SPI接口具有高速率、全双工传输等特点，非常适合与串行FLASH等外部存储器通信。

读写串行FLASH的步骤

步骤一：初始化SPI接口

在STM32中，首先需要初始化SPI接口，配置SPI的时钟、数据位宽、传输模式等参数。

// 初始化SPI
SPI_HandleTypeDef hspi;
hspi.Instance = SPI1;
hspi.Init.Mode = SPI_MODE_MASTER;
hspi.Init.Direction = SPI_DIRECTION_2LINES;
hspi.Init.DataSize = SPI_DATASIZE_8BIT;
hspi.Init.CLKPolarity = SPI_POLARITY_LOW;
hspi.Init.CLKPhase = SPI_PHASE_1EDGE;
hspi.Init.NSS = SPI_NSS_SOFT;
hspi.Init.BaudRatePrescaler = SPI_BAUDRATEPRESCALER_256;
hspi.Init.FirstBit = SPI_FIRSTBIT_MSB;
hspi.Init.TIMode = SPI_TIMODE_DISABLE;
hspi.Init.CRCCalculation = SPI_CRCCALCULATION_DISABLE;
hspi.Init.CRCPolynomial = 10;
HAL_SPI_Init(&hspi);

步骤二：发送读写命令

串行FLASH有特定的读写命令，需要根据厂商提供的数据手册设置。例如，发送读取ID命令：

uint8_t cmd_read_id = 0x9F; // 读取ID命令
HAL_SPI_Transmit(&hspi, &cmd_read_id, 1, HAL_MAX_DELAY);

步骤三：传输数据

根据具体的读写操作，传输相应的数据。例如，读取数据：

uint8_t rx_data[4]; // 接收数据缓冲区
HAL_SPI_Receive(&hspi, rx_data, 4, HAL_MAX_DELAY);

串行FLASH的应用示例

假设我们要将一段数据写入串行FLASH，并在需要时读取出来。以下是一个简单的示例代码：

#define FLASH_ADDRESS 0x00000000 // 串行FLASH地址

uint8_t data_to_write[] = "Hello, STM32!"; // 要写入的数据

// 写入数据
HAL_SPI_Transmit(&hspi, data_to_write, sizeof(data_to_write), HAL_MAX_DELAY);

// 读取数据
uint8_t data_to_read[sizeof(data_to_write)];
HAL_SPI_Receive(&hspi, data_to_read, sizeof(data_to_write), HAL_MAX_DELAY);

// 打印读取的数据
printf("Read data:**探索STM32：使用SPI接口读写串行闪存**

在嵌入式系统开发中，使用串行闪存（Serial Flash）存储数据是一种常见的方式。串行闪存具有体积小、成本低、容量大的特点，适用于嵌入式设备的存储需求。本文将介绍如何使用STM32微控制器的SPI接口读写串行闪存，并通过示例代码详细演示该过程。

### 什么是SPI接口和串行闪存？

**SPI接口**（Serial Peripheral Interface）是一种常见的串行通信协议，用于在微控制器和外部设备之间进行通信。SPI接口包括四根信号线：时钟线（SCK）、主设备输出从设备输入线（MOSI）、主设备输入从设备输出线（MISO）和片选线（CS）。

**串行闪存**是一种存储器设备，通常用于嵌入式系统中存储程序代码、配置数据等信息。串行闪存通过SPI接口与微控制器进行通信，实现数据的读写操作。

### 使用STM32的SPI接口读写串行闪存的步骤

**步骤一：硬件连接**

将串行闪存连接到STM32微控制器的SPI接口，确保正确连接SCK、MOSI、MISO和CS信号线，并根据需要连接供电和地线。

**步骤二：初始化SPI接口**

在STM32的代码中，首先需要初始化SPI接口，设置相关参数，如时钟分频、数据位长度等。

```c
SPI_HandleTypeDef hspi;

void SPI_Init(void)
{
    hspi.Instance = SPI1;
    hspi.Init.Mode = SPI_MODE_MASTER;
    hspi.Init.Direction = SPI_DIRECTION_2LINES;
    hspi.Init.DataSize = SPI_DATASIZE_8BIT;
    hspi.Init.CLKPolarity = SPI_POLARITY_LOW;
    hspi.Init.CLKPhase = SPI_PHASE_1EDGE;
    hspi.Init.NSS = SPI_NSS_SOFT;
    hspi.Init.BaudRatePrescaler = SPI_BAUDRATEPRESCALER_256;
    hspi.Init.FirstBit = SPI_FIRSTBIT_MSB;
    hspi.Init.TIMode = SPI_TIMODE_DISABLE;
    hspi.Init.CRCCalculation = SPI_CRCCALCULATION_DISABLE;
    hspi.Init.CRCPolynomial = 10;
    HAL_SPI_Init(&hspi);
}

步骤三：选择从设备

在进行读写操作之前，需要选择要通信的串行闪存设备。在SPI接口中，通过片选线（CS）来选择从设备。

void Select_Device(void)
{
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_RESET); // CS置低
}

void Deselect_Device(void)
{
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_SET); // CS置高
}

步骤四：读写数据

通过SPI接口读写数据到串行闪存，可以使用HAL库提供的相关函数进行操作。

void SPI_Write(uint8_t* pData, uint16_t Size)
{
    HAL_SPI_Transmit(&hspi, pData, Size, HAL_MAX_DELAY);
}

void SPI_Read(uint8_t* pData, uint16_t Size)
{
    HAL_SPI_Receive(&hspi, pData, Size, HAL_MAX_DELAY);
}

示例代码：读写串行闪存中的数据

下面是一个简单的示例代码，演示了如何使用STM32的SPI接口读写串行闪存中的数据。

#include "stm32f4xx_hal.h"

void SPI_Init(void);
void Select_Device(void);
void Deselect_Device(void);
void SPI_Write(uint8_t* pData, uint16_t Size);
void SPI_Read(uint8_t* pData, uint16_t Size);

int main(void)
{
    HAL_Init();
    SPI_Init();

    uint8_t writeData[10] = {0x01, 0x23, 0x45, 0x67, 0x89, 0xAB, 0xCD, 0xEF, 0xFE, 0xDC};
    uint8_t readData[10];

    Select_Device();
    SPI_Write(writeData, 10);
    Deselect_Device();

    HAL_Delay(100);

    Select_Device();
    SPI_Read(readData, 10);
    Deselect_Device();

    while (1)
    {
    }
}