開發(fā)環(huán)境：

MDK：Keil 5.30

開發(fā)板：GD32F207I-EVAL

MCU：GD32F207IK

1 SPI簡介

SPI，是Serial Peripheral interface的縮寫，顧名思義就是串行外圍設(shè)備接口。是Motorola首先在其MC68HCXX系列處理器上定義的。是一種高速全雙工的通信總線，它由摩托羅拉公司提出，當(dāng)前最新的為 V04.01—2004 版。它被廣泛地使用在ADC、LCD 等設(shè)備與 MCU 間通信的場合。SPI接口主要應(yīng)用在 EEPROM，F(xiàn)LASH，實(shí)時(shí)時(shí)鐘，AD轉(zhuǎn)換器，還有數(shù)字信號處理器和數(shù)字信號解碼器之間。SPI，是一種高速的，全雙工，同步的通信總線，并且在芯片的管腳上只占用四根線，節(jié)約了芯片的管腳，同時(shí)為PCB的布局上節(jié)省空間，提供方便，正是出于這種簡單易用的特性，現(xiàn)在越來越多的芯片集成了這種通信協(xié)議。

1.1 SPI 信號線

SPI 包含 4 條總線，SPI 總線包含 4 條總線，分別為SS、SCK、MOSI、MISO。它們的作用介紹如下 ：

1）SS （ Slave Select）：片選信號線，當(dāng)有多個(gè) SPI 設(shè)備與 MCU 相連時(shí)，每個(gè)設(shè)備的這個(gè)片選信號線是與 MCU 單獨(dú)的引腳相連的，而其他的 SCK、MOSI、MISO 線則為多個(gè)設(shè)備并聯(lián)到相同的 SPI 總線上，見下圖。當(dāng) SS 信號線為低電平時(shí)，片選有效，開始SPI 通信。

2）SCK （Serial Clock）：時(shí)鐘信號線，由主通信設(shè)備產(chǎn)生，不同的設(shè)備支持的時(shí)鐘頻率不一樣，如 GD32 的 SPI 時(shí)鐘頻率最大為 f PCLK /2。

3）MOSI （Master Output, Slave Input）：主設(shè)備輸出 / 從設(shè)備輸入引腳。主機(jī)的數(shù)據(jù)從這條信號線輸出，從機(jī)由這條信號線讀入數(shù)據(jù)，即這條線上數(shù)據(jù)的方向?yàn)橹鳈C(jī)到從機(jī)。

4）MISO（Master Input, Slave Output）：主設(shè)備輸入 / 從設(shè)備輸出引腳。主機(jī)從這條信號線讀入數(shù)據(jù)，從機(jī)的數(shù)據(jù)則由這條信號線輸出，即在這條線上數(shù)據(jù)的方向?yàn)閺臋C(jī)到主機(jī)。

1.2 SPI模式

SPI通信中可作為從機(jī)也可以作為主機(jī)，這取決于硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)置。

當(dāng)器件作為主機(jī)時(shí)，使用一個(gè)IO引腳拉低相應(yīng)從機(jī)的選擇引腳(NSS)，傳輸?shù)钠鹗加芍鳈C(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)來啟動，時(shí)鐘(SCK)信號由主機(jī)產(chǎn)生。通過MOSI發(fā)送數(shù)據(jù)，同時(shí)通過MISO引腳接收從機(jī)發(fā)出的數(shù)據(jù)。

當(dāng)器件作為從機(jī)時(shí)，傳輸在從機(jī)選擇引腳(NSS)被主機(jī)拉低后開始，接收主機(jī)輸出的時(shí)鐘信號，在讀取主機(jī)數(shù)據(jù)的同時(shí)通過MISO引腳輸出數(shù)據(jù)。

根據(jù) SPI 時(shí)鐘極性（CKPL）和時(shí)鐘相位（CKPH） 配置的不同，分為 4 種 SPI 模式。

時(shí)鐘極性是指 SPI 通信設(shè)備處于空閑狀態(tài)時(shí)（也可以認(rèn)為這是 SPI 通信開始時(shí)，即SS 為低電平時(shí)），SCK 信號線的電平信號。CKPL=0 時(shí)， SCK 在空閑狀態(tài)時(shí)為低電平，CKPL=1 時(shí)則相反。

時(shí)鐘相位是指數(shù)據(jù)采樣的時(shí)刻，當(dāng) CKPH =0 時(shí)，MOSI 或 MISO 數(shù)據(jù)線上的信號將會在 SCK 時(shí)鐘線的奇數(shù)邊沿被采樣。當(dāng) CKPH=1 時(shí)，數(shù)據(jù)線在 SCK 的偶數(shù)邊沿采樣。

我們來分析這個(gè) CKPH =0 的時(shí)序圖。首先，由主機(jī)把片選信號線SS 拉低，即為圖中的SS (O)時(shí)序，意為主機(jī)輸出，SS (I)時(shí)序?qū)嶋H上也是SS 線信號，SS (I)時(shí)序表示從機(jī)接收到SS 片選被拉低的信號。

在SS 被拉低的時(shí)刻，SCK 分為兩種情況，若我們設(shè)置為 CKPL=0，則 SCK 時(shí)序在這個(gè)時(shí)刻為低電平，若設(shè)置為 CKPL=1，則 SCK 在這個(gè)時(shí)刻為高電平。

無論 CKPL=0 還是=1，因?yàn)槲覀兣渲玫臅r(shí)鐘相位 CKPH =0，在采樣時(shí)刻的時(shí)序中我們可以看到，采樣時(shí)刻都是在 SCK 的奇數(shù)邊沿(注意奇數(shù)邊沿有時(shí)為下降沿，有時(shí)為上升沿)。因此，MOSI 和 MISO 數(shù)據(jù)線的有效信號在 SCK 的奇數(shù)邊沿保持不變，這個(gè)信號將在SCK 奇數(shù)邊沿時(shí)被采集，在非采樣時(shí)刻，MOSI 和 MISO 的有效信號才發(fā)生切換。

對于 CKPH =1 的情況也很類似，但數(shù)據(jù)信號的采樣時(shí)刻為偶數(shù)邊沿。使用 SPI 協(xié)議通信時(shí)，主機(jī)和從機(jī)的時(shí)序要保持一致，即兩者都選擇相同的 SPI 模式。

1.3 SPI特性

GD32的小容量有一個(gè)SPI接口，中容量有2個(gè)，大容量有3個(gè)接口，其特性如下所示。

• 具有全雙工和單工模式的主從操作；
• 16位寬度，獨(dú)立的發(fā)送和接收緩沖區(qū)；
• 8位或16位數(shù)據(jù)幀格式；
• 低位在前或高位在前的數(shù)據(jù)位順序；
• 軟件和硬件NSS管理；
• 硬件CRC計(jì)算、發(fā)送和校驗(yàn)；
• 發(fā)送和接收支持DMA模式；
• 支持SPI四線功能的主機(jī)模式（只有SPI0）。

2 SPI架構(gòu)

下圖所示為GD32的 SPI 架構(gòu)圖，可以看到 MISO 數(shù)據(jù)線接收到的信號經(jīng)移位寄存器處理后把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到接收緩沖區(qū)，然后這個(gè)數(shù)據(jù)就可以由我們的軟件從接收緩沖區(qū)讀出了。

當(dāng)要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，我們把數(shù)據(jù)寫入發(fā)送緩沖區(qū)，硬件將會把它用移位寄存器處理后輸出到 MOSI 數(shù)據(jù)線。

SCK 的時(shí)鐘信號則由波特率發(fā)生器產(chǎn)生，我們可以通過波特率控制位（PSC）來控制它輸出的波特率。

控制寄存器 CTL0掌管著主控制電路，GD32的 SPI 模塊的協(xié)議設(shè)置（時(shí)鐘極性、相位等）就是由它來制定的。而控制寄存器 CTL1則用于設(shè)置各種中斷使能。

最后為 NSS 引腳，這個(gè)引腳扮演著 SPI 協(xié)議中的SS 片選信號線的角色，如果我們把 NSS 引腳配置為硬件自動控制，SPI 模塊能夠自動判別它能否成為 SPI 的主機(jī)，或自動進(jìn)入 SPI 從機(jī)模式。但實(shí)際上我們用得更多的是由軟件控制某些 GPIO 引腳單獨(dú)作為SS信號，這個(gè) GPIO 引腳可以隨便選擇。

通常SPI通過4個(gè)引腳與外部器件相連：

● MISO：主設(shè)備輸入/從設(shè)備輸出引腳。該引腳在從模式下發(fā)送數(shù)據(jù)，在主模式下接收數(shù)據(jù)。

● MOSI：主設(shè)備輸出/從設(shè)備輸入引腳。該引腳在主模式下發(fā)送數(shù)據(jù)，在從模式下接收數(shù)據(jù)。

● SCK： 串口時(shí)鐘，作為主設(shè)備的輸出，從設(shè)備的輸入。

● NSS： 從設(shè)備選擇。這是一個(gè)可選的引腳，用來選擇主/從設(shè)備。它的功能是用來作為“片選引腳”,讓主設(shè)備可以單獨(dú)地與特定從設(shè)備通訊，避免數(shù)據(jù)線上的沖突。從設(shè)備的NSS引腳可以由主設(shè)備的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)I/O引腳來驅(qū)動。

3 SPI工作原理

3.1 (NSS)輸入輸出管理

• (NSS)輸出管理

對于每個(gè)SPI的NSS可以輸入，也可以輸出。所謂輸入，就是NSS的電平信號給自己，所謂輸出，就是將NSS的電平信號發(fā)送出去，給從機(jī)。配置為輸出，還是不輸出，我們可以通過SPI_CTL1寄存器的NSSDRV位。當(dāng)NSSDRV=1時(shí)，并且SPI處于主模式控制時(shí)(MSTMOD=1)，NSS就輸出低電平，也就是拉低，因此當(dāng)其他SPI設(shè)備的NSS引腳與它相連，必然接收到低電平，則片選成功，都成為從設(shè)備了。

• (NSS)輸入管理

NSS軟件模式：

• SPI主機(jī):

需要設(shè)置SPI_CTL0寄存器的SWNSSEN=1和SWNSS=1，SWNSSEN=1是為了使能軟件管理，NSS有內(nèi)部和外部引腳。這時(shí)候外部引腳留作他用（可以用來作為GPIO驅(qū)動從設(shè)備的片選信號）。內(nèi)部NSS引腳電平則通過SPI_CTL0寄存器的SWNSS位來驅(qū)動。SWNSS=1是為了使NSS內(nèi)電平為高電平。為什么主設(shè)備的內(nèi)部NSS電平要為1呢？

GD32手冊上說，要保持MSTMOD=1和SPIEN=1，也就是說要保持主機(jī)模式,只有NSS接到高電平信號時(shí)，這兩位才能保持置‘1’。

• SPI從機(jī):

NSS引腳在完成字節(jié)傳輸之前必須連接到一個(gè)低電平信號。在軟件模式下，則需要設(shè)置SPI_CR1寄存器的SWNSSEN=1（軟件管理使能）和SWNSS=0.

NSS硬件模式:

對于主機(jī)，我們的NSS可以直接接到高電平.對于從機(jī)，NSS接低就可以。

3.2 單主和單從應(yīng)用

從上圖可以看出，主機(jī)和從機(jī)都有一個(gè)串行移位寄存器，主機(jī)通過向它的SPI串行寄存器寫入一個(gè)字節(jié)發(fā)起一次傳輸。寄存器通過MOSI信號將字節(jié)傳給從機(jī)，從機(jī)也將自己的移位寄存器中的內(nèi)容通過MISO信號返還給主機(jī)。這樣，兩個(gè)移位寄存器中下的內(nèi)容就被交換，外設(shè)的寫操作是同步完成的。如果只進(jìn)行寫操作，主機(jī)只需忽略接收到的字節(jié)；反之，若主機(jī)要讀取從機(jī)的一個(gè)，就必須發(fā)送一個(gè)空字節(jié)來引發(fā)從機(jī)的傳輸。

3.3 時(shí)鐘信號的相位和極性

SPI_CTL0寄存器的CKPL和CKPH位，能夠組合成四種可能的時(shí)序關(guān)系。CKPL (時(shí)鐘極性)位控制在沒有數(shù)據(jù)傳輸時(shí)時(shí)鐘的空閑狀態(tài)電平，此位對主模式和從模式下的設(shè)備都有效。如果CKPL被清’0’，SCK引腳在空閑狀態(tài)保持低電平；如果CKPL被置’1’，SCK引腳在空閑狀態(tài)保持高電平。如果CKPH (時(shí)鐘相位)位被置’1’，SCK時(shí)鐘的第二個(gè)邊沿(CPOL位為0時(shí)就是下降沿，CKPL位為’1’時(shí)就是上升沿)進(jìn)行數(shù)據(jù)位的采樣，數(shù)據(jù)在第二個(gè)時(shí)鐘邊沿被鎖存。如果CKPH位被清’0’，SCK時(shí)鐘的第一邊沿(CPOL位為’0’時(shí)就是下降沿，CKPL位為’1’時(shí)就是上升沿)進(jìn)行數(shù)據(jù)位采樣，數(shù)據(jù)在第一個(gè)時(shí)鐘邊沿被鎖存。

CKPL時(shí)鐘極性和CKPH時(shí)鐘相位的組合選擇數(shù)據(jù)捕捉的時(shí)鐘邊沿。

3.4 數(shù)據(jù)幀格式

根據(jù)SPI_CTL0寄存器中的LF位，輸出數(shù)據(jù)位時(shí)可以MSB在先也可以LSB在先。根據(jù)SPI_CTL0寄存器的FF16位，每個(gè)數(shù)據(jù)幀可以是8位或是16位。所選擇的數(shù)據(jù)幀格式對發(fā)送和/或接收都有效。

3.5 SPI主從模式工作原理

配置SPI主模式的步驟如下：

設(shè)置SPI_CTL0寄存器的PSC [2:0]位，來定義串行時(shí)鐘波特率。

選擇CKPL和CKPH位，定義數(shù)據(jù)傳輸和串行時(shí)鐘間的相位關(guān)系。

設(shè)置FF16位來定義8或16位數(shù)據(jù)幀格式。

配置SPI_CTL0寄存器的LF位定義幀格式。

如果NSS引腳需要工作在輸入模式，硬件模式中在整個(gè)數(shù)據(jù)幀傳輸期間應(yīng)把NSS引腳連接到高電平；在軟件模式中，需設(shè)置SPI_CTL0寄存器的SWNSSEN=1和SWNSS=1。如果NSS引腳工作在輸出模式，則只需設(shè)置SSOE=1位。

設(shè)置MSTMOD=1和SPIEN=1，只當(dāng)NSS引腳被連到高電平，這些位才能保持置位。

配置SPI從模式的步驟如下：

設(shè)置FF16位以定義數(shù)據(jù)幀格式為8位或16位。

定義數(shù)據(jù)傳輸和串行時(shí)鐘之間的相位關(guān)系。

幀格式必須和主設(shè)備相同，MSB在前還是LSB在前取決于SPI_CTL0寄存器中的LF位。

硬件模式下，在完整的數(shù)據(jù)幀(8位或16位)發(fā)送過程中，NSS引腳必須為低電平。軟件模式下，設(shè)置SPI_CTL0寄存器中的SWNSSEN=1，SWNSS=0。

MSTMOD=0位，設(shè)置SPIEN=1，使相應(yīng)引腳工作于SPI模式下。

3.6 狀態(tài)標(biāo)志

應(yīng)用程序通過3個(gè)狀態(tài)標(biāo)志可以完全監(jiān)控SPI總線的狀態(tài)。

1.發(fā)送緩沖器空閑標(biāo)志(TBE)

此標(biāo)志為’1’時(shí)表明發(fā)送緩沖器為空，可以寫下一個(gè)待發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)入緩沖器中。當(dāng)寫入SPI_DATA時(shí)，TBE標(biāo)志被清除。

2.接收緩沖器非空(RBNE)

此標(biāo)志為’1’時(shí)表明在接收緩沖器中包含有效的接收數(shù)據(jù)。讀SPI數(shù)據(jù)寄存器可以清除此標(biāo)志。

3.忙(Busy)標(biāo)志

TRANS標(biāo)志由硬件設(shè)置與清除(寫入此位無效果)，此標(biāo)志表明SPI通信層的狀態(tài)。

3.7 SPI中斷

SPI的相關(guān)中斷標(biāo)志如下：

4 硬件連接

GD25Q16BS是兆易創(chuàng)新推出的一款 SPI 接口的 NOR Flash 芯片，其存儲空間為 16Mbit，相當(dāng)于2M 字節(jié)。

GD25Q16BS可以支持 SPI 的模式 0 和模式 3，也就是 CKPL=0/CKPH=0和CKPL=1/CKPH=1這兩種模式。

GD25Q16BS芯片支持 standard spi,Dual/Quad I/O SPI。

GD25Q16BS的擦寫周期多達(dá)5W 次，具有10年的數(shù)據(jù)保存期限，支持電壓為1.65~3.6V，GD25Q16BS支持標(biāo)準(zhǔn)的 SPI，還支持雙輸出/四輸出的 SPI，最大 SPI 時(shí)鐘可以到133Mhz（雙輸出時(shí)相當(dāng)于266Mhz，四輸出時(shí)相當(dāng)于532M）。

GD25Q16BS內(nèi)部有一個(gè)“SPI Command & Control Logic”，可以通過 SPI 接口向其發(fā)送指令，從而執(zhí)行相應(yīng)操作。

【注】

①、Flash 寫入數(shù)據(jù)時(shí)和 EEPROM 類似，不能跨頁寫入，一次最多寫入一頁，GD25Q16BS的一頁是 256 字節(jié)。寫入數(shù)據(jù)一旦跨頁，必須在寫滿上一頁的時(shí)候，等待 Flash 將數(shù)據(jù)從緩存搬移到非易失區(qū)，重新再次往里寫。

②、Flash 有一個(gè)特點(diǎn)，就是可以將 1 寫成 0，但是不能將 0 寫成 1，要想將 0 寫成 1，必須進(jìn)行擦除操作。因此通常要改寫某部分空間的數(shù)據(jù)，必須首先進(jìn)行一定物理存儲空間擦除，最小的擦除空間，通常稱之為扇區(qū)，扇區(qū)擦除就是將這整個(gè)扇區(qū)每個(gè)字節(jié)全部變成 0xFF。

我的開發(fā)板選用的Flash是GD25Q16BS，容量為2M，掛載在SPI0上，如下圖所示。

5 SPI具體代碼實(shí)現(xiàn)

首先是SPI的硬件初始化。

/*
   brief      initialize SPI1 GPIO and parameter
   param[in]  none
   param[out] none
   retval     none
*/
void spi_flash_init(void)
{
    spi_parameter_struct spi_init_struct;

    rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOA);
    rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOB);
    rcu_periph_clock_enable(RCU_AF);
    rcu_periph_clock_enable(RCU_SPI0);

    /* SPI0_CLK(PA5), SPI0_MISO_IO1(PA6), SPI0_MOSI_IO0(PA7) GPIO pin configuration */
    gpio_init(GPIOA, GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_2 | GPIO_PIN_3 | GPIO_PIN_5 | GPIO_PIN_6 | GPIO_PIN_7);
    /* SPI0_CS(PB1) GPIO pin configuration */
    gpio_init(GPIOB, GPIO_MODE_OUT_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_1);

    /* chip select invalid */
    SPI_FLASH_CS_HIGH();

    /* SPI0 parameter config */
    spi_init_struct.trans_mode           = SPI_TRANSMODE_FULLDUPLEX; /*SPI receive and send data at fullduplex communication*/
    spi_init_struct.device_mode          = SPI_MASTER; /* SPI as master*/
    spi_init_struct.frame_size           = SPI_FRAMESIZE_8BIT; /* SPI frame size is 8 bits*/
    spi_init_struct.clock_polarity_phase = SPI_CK_PL_LOW_PH_1EDGE; /*SPI clock polarity is low level and phase is first edge*/
    spi_init_struct.nss                  = SPI_NSS_SOFT; /* SPI NSS control by sofrware */
    spi_init_struct.prescale             = SPI_PSC_32;  /* SPI clock prescale factor is 32 */
    spi_init_struct.endian               = SPI_ENDIAN_MSB; /* SPI transmit way is big endian: transmit MSB first */
    spi_init(SPI0, &spi_init_struct);
    /* enable SPI0 */
    spi_enable(SPI0);
}

SPI的硬件初始化最重要的函數(shù)就是spi_init ()。

void spi_init(uint32_t spi_periph, spi_parameter_struct *spi_struct)

其中SPI參數(shù)配置的結(jié)構(gòu)體為spi_parameter_struct;。

/* SPI and I2S parameter struct definitions */
typedef struct {
    uint32_t device_mode;                                                       /*!< SPI master or slave */
    uint32_t trans_mode;                                                        /*!< SPI transfer type */
    uint32_t frame_size;                                                        /*!< SPI frame size */
    uint32_t nss;                                                               /*!< SPI NSS control by hardware or software */
    uint32_t endian;                                                            /*!< SPI big endian or little endian */
    uint32_t clock_polarity_phase;                                              /*!< SPI clock phase and polarity */
    uint32_t prescale;                                                          /*!< SPI prescaler factor */
} spi_parameter_struct;

spi_parameter_struct結(jié)構(gòu)體成員變量如下：

• trans_mode用來設(shè)置 SPI 的通信方式，可以選擇為半雙工，全雙工，以及串行發(fā)和串行收方式，這里設(shè)置的全雙工(SPI_TRANSMODE_FULLDUPLEX)。
• device_mode用來設(shè)置 SPI 的主從模式。SCK 的時(shí)序是由通訊中的主機(jī)產(chǎn)生的。若被配置為從機(jī)模式，GD32的 SPI 外設(shè)將接受外來的 SCK 信號。
• frame_size為 8 位還是 16 位幀格式選擇項(xiàng)。
• clock_polarity_phase 用來設(shè)置時(shí)鐘極性與設(shè)置時(shí)鐘相位,就是選擇在串行同步時(shí)鐘的第幾個(gè)跳變沿（上升或下降）數(shù)據(jù)被采樣。
• nss設(shè)置NSS 信號由硬件（NSS 管腳）還是軟件控制?？梢赃x擇為硬件模式(SPI_NSS_HARD)與軟件模式(SPI_NSS_SOFT)，在硬件模式中的 SPI 片選信號由 SPI 硬件自動產(chǎn)生，而軟件模式則需要我們親自把相應(yīng)的 GPIO 端口拉高或置低產(chǎn)生非片選和片選信號。實(shí)際中軟件模式應(yīng)用比較多。
• prescale設(shè)置 SPI 波特率預(yù)分頻值決定 SPI 的時(shí)鐘的參數(shù)，從不分頻道 256 分頻 8 個(gè)可選值。2-156，凡是2的幾次方都可以。
• endian設(shè)置數(shù)據(jù)傳輸順序是 MSB 位在前還是 LSB 位在前

SPI Flash的讀寫操作如下：

/*
   brief      read a byte from the SPI flash
   param[in]  none
   param[out] none
   retval     byte read from the SPI flash
*/
uint8_t spi_flash_read_byte(void)
{
    return(spi_flash_send_byte(DUMMY_BYTE));
}

/*
   brief      send a byte through the SPI interface and return the byte received from the SPI bus
   param[in]  byte: byte to send
   param[out] none
   retval     the value of the received byte
*/
uint8_t spi_flash_send_byte(uint8_t byte)
{
    /* loop while data register in not emplty */
    while(RESET == spi_i2s_flag_get(SPI0, SPI_FLAG_TBE));

    /* send byte through the SPI0 peripheral */
    spi_i2s_data_transmit(SPI0, byte);

    /* wait to receive a byte */
    while(RESET == spi_i2s_flag_get(SPI0, SPI_FLAG_RBNE));

    /* return the byte read from the SPI bus */
    return(spi_i2s_data_receive(SPI0));
}

發(fā)送數(shù)據(jù)前要等待發(fā)送緩沖區(qū)為空，靠TBE標(biāo)志判斷，所以開始的while循環(huán)是等待發(fā)送緩沖區(qū)為空，同時(shí)，等待接收緩沖區(qū)是否有數(shù)據(jù)，靠RBNE標(biāo)志來判斷，把接收緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)作為返回值返回。由于發(fā)送和接收是同時(shí)進(jìn)行的，而且要接收一個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)必須在有效的SCK下，而只有發(fā)送數(shù)據(jù)才能產(chǎn)生有效的SCK，所以接收數(shù)據(jù)的函數(shù)時(shí)在發(fā)送數(shù)據(jù)的函數(shù)的基礎(chǔ)上，將發(fā)送的數(shù)據(jù)設(shè)置為Dummy_Byte假數(shù)據(jù)來騙取有效的SCK。

SPI Flash讀寫B(tài)uffer操作如下：

/*
   brief      write block of data to the flash
   param[in]  pbuffer: pointer to the buffer
   param[in]  write_addr: flash's internal address to write
   param[in]  num_byte_to_write: number of bytes to write to the flash
   param[out] none
   retval     none
*/
void spi_flash_buffer_write(uint8_t *pbuffer, uint32_t write_addr, uint16_t num_byte_to_write)
{
    uint8_t num_of_page = 0, num_of_single = 0, addr = 0, count = 0, temp = 0;

    addr          = write_addr % SPI_FLASH_PAGE_SIZE;
    count         = SPI_FLASH_PAGE_SIZE - addr;
    num_of_page   = num_byte_to_write / SPI_FLASH_PAGE_SIZE;
    num_of_single = num_byte_to_write % SPI_FLASH_PAGE_SIZE;

    /* write_addr is SPI_FLASH_PAGE_SIZE aligned */
    if(0 == addr)
    {
        /* num_byte_to_write < SPI_FLASH_PAGE_SIZE */
        if(0 == num_of_page)
        {
            spi_flash_page_write(pbuffer, write_addr, num_byte_to_write);
        }
        else
        {
            /* num_byte_to_write >= SPI_FLASH_PAGE_SIZE */
            while(num_of_page--)
            {
                spi_flash_page_write(pbuffer, write_addr, SPI_FLASH_PAGE_SIZE);
                write_addr += SPI_FLASH_PAGE_SIZE;
                pbuffer += SPI_FLASH_PAGE_SIZE;
            }
            spi_flash_page_write(pbuffer, write_addr, num_of_single);
        }
    }
    else
    {
        /* write_addr is not SPI_FLASH_PAGE_SIZE aligned */
        if(0 == num_of_page)
        {
            /* (num_byte_to_write + write_addr) > SPI_FLASH_PAGE_SIZE */
            if(num_of_single > count)
            {
                temp = num_of_single - count;
                spi_flash_page_write(pbuffer, write_addr, count);
                write_addr += count;
                pbuffer += count;
                spi_flash_page_write(pbuffer, write_addr, temp);
            }
            else
            {
                spi_flash_page_write(pbuffer, write_addr, num_byte_to_write);
            }
        }
        else
        {
            /* num_byte_to_write >= SPI_FLASH_PAGE_SIZE */
            num_byte_to_write -= count;
            num_of_page = num_byte_to_write / SPI_FLASH_PAGE_SIZE;
            num_of_single = num_byte_to_write % SPI_FLASH_PAGE_SIZE;

            spi_flash_page_write(pbuffer, write_addr, count);
            write_addr += count;
            pbuffer += count;

            while(num_of_page--)
            {
                spi_flash_page_write(pbuffer, write_addr, SPI_FLASH_PAGE_SIZE);
                write_addr += SPI_FLASH_PAGE_SIZE;
                pbuffer += SPI_FLASH_PAGE_SIZE;
            }

            if(0 != num_of_single)
            {
                spi_flash_page_write(pbuffer, write_addr, num_of_single);
            }
        }
    }
}

/*
   brief      read a block of data from the flash
   param[in]  pbuffer: pointer to the buffer that receives the data read from the flash
   param[in]  read_addr: flash's internal address to read from
   param[in]  num_byte_to_read: number of bytes to read from the flash
   param[out] none
   retval     none
*/
void spi_flash_buffer_read(uint8_t *pbuffer, uint32_t read_addr, uint16_t num_byte_to_read)
{
    /* select the flash: chip slect low */
    SPI_FLASH_CS_LOW();

    /* send "read from memory " instruction */
    spi_flash_send_byte(READ);

    /* send read_addr high nibble address byte to read from */
    spi_flash_send_byte((read_addr & 0xFF0000) >> 16);
    /* send read_addr medium nibble address byte to read from */
    spi_flash_send_byte((read_addr & 0xFF00) >> 8);
    /* send read_addr low nibble address byte to read from */
    spi_flash_send_byte(read_addr & 0xFF);

    /* while there is data to be read */
    while(num_byte_to_read--)
    {
        /* read a byte from the flash */
        *pbuffer = spi_flash_send_byte(DUMMY_BYTE);
        /* point to the next location where the byte read will be saved */
        pbuffer++;
    }

    /* deselect the flash: chip select high */
    SPI_FLASH_CS_HIGH();
}

主函數(shù)代碼如下：

/*
    brief      main function
    param[in]  none
    param[out] none
    retval     none
*/
int main(void)
{
    st_bsp_usart_dev bsp_usart_dev0 = USART_DEV0_CONFIG;
    st_bsp_led_dev bsp_led_dev0 = LED_DEV0_CONFIG;

    //systick init
    sysTick_init();

    // led init
    bsp_led_init(&bsp_led_dev0);

    //usart init 115200 8-N-1
    bsp_usart_init(&bsp_usart_dev0, USART_MODE_EXTI, 115200, 0, 1);

    /* configure SPI and parameter */
    spi_flash_init();

    /* GD32207i-EVAL start up */
    printf("\\n\\rGD32207i-EVAL System is Starting up...\\n\\r");
    printf("\\n\\rGD32207i-EVAL Flash:%dK\\n\\r", *(__IO uint16_t *)(0x1FFFF7E0));
   /* get chip serial number */
    get_chip_serial_num();

    /* printf CPU unique device id */
    printf("\\n\\rGD32207i-EVAL The CPU Unique Device ID:[%X-%X-%X]\\n\\r", int_device_serial[2], int_device_serial[1], int_device_serial[0]);

    printf("\\n\\rGD32207i-EVAL SPI Flash:GD25Q16 configured...\\n\\r");

    /* get flash id */
    flash_id = spi_flash_read_id();
    printf("\\n\\rThe Flash_ID:0x%X\\n\\r\\n\\r", flash_id);

    /* flash id is correct */
    if(SFLASH_ID == flash_id)
    {
        printf("\\n\\rWrite to tx_buffer:\\n\\r\\n\\r");

        /* printf tx_buffer value */
        for(i = 0; i < BUFFER_SIZE; i++) 
        {
            tx_buffer[i] = i;
            printf("0x%02X ", tx_buffer[i]);

            if(15 == i % 16)
            {
                printf("\\n\\r");
            }
        }

        printf("\\n\\r\\n\\rRead from rx_buffer:\\n\\r\\n\\r");

        /* erase the specified flash sector */
        spi_flash_sector_erase(FLASH_WRITE_ADDRESS);

        /* write tx_buffer data to the flash */
        spi_flash_buffer_write(tx_buffer, FLASH_WRITE_ADDRESS, 256);

        delay_ms(10);
        /* read a block of data from the flash to rx_buffer */
        spi_flash_buffer_read(rx_buffer, FLASH_READ_ADDRESS, 256);   

        /* printf rx_buffer value */
        for(i = 0; i < BUFFER_SIZE; i ++)
        {
            printf("0x%02X ", rx_buffer[i]);
            if(15 == i % 16)
            {
                printf("\\n\\r");
            }
        }

        if(ERROR == memory_compare(tx_buffer, rx_buffer, 256)) {
            printf("\\n\\rErr:Data Read and Write aren't Matching.\\n\\r");
            is_successful = 1;
        }

        /* spi qspi flash test passed */
        if(0 == is_successful)
        {
            printf("\\n\\rSPI-GD25Q16 Test Passed!\\n\\r");
        }
    }
    else
    {
        /* spi flash read id fail */
        printf("\\n\\rSPI Flash: Read ID Fail!\\n\\r");
    }
    while(1)
    {
        bsp_led_toggle(&bsp_led_dev0);
        delay_ms(1000);
    }
}

首先對SPI進(jìn)行初始化，然后就極性FLASH的讀取，完整代碼請參看源碼。

6 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

在電腦端打開串口調(diào)試助手工具，設(shè)置參數(shù)為115200 8-N-1。下載完程序之后，在串口調(diào)試助手窗口可接收到信息。