11.1實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

通過(guò)本實(shí)驗(yàn)主要學(xué)習(xí)以下內(nèi)容：

• SPI簡(jiǎn)介
• GD32H7 SPI簡(jiǎn)介
• SPI NOR FLASH——GD25Q128ESIGR簡(jiǎn)介
• 使用GD32H7 SPI接口實(shí)現(xiàn)對(duì)GD25Q128ESIGR的讀寫操作

11.2實(shí)驗(yàn)原理

11.2.1SPI簡(jiǎn)介

SPI（Serial Peripheral interface），顧名思義是串行外設(shè)接口，和UART不同的是，SPI是同步通訊接口，所以帶有時(shí)鐘線，而UART是異步通訊接口，不需要時(shí)鐘線。

SPI通常使用4根線，分別為SCK、MOSI、MISO、NSS（CS）：

• SCK：串列時(shí)脈，由主機(jī)發(fā)出
• MOSI：主機(jī)輸出從機(jī)輸入信號(hào)（數(shù)據(jù)由主機(jī)發(fā)出）
• MISO：主機(jī)輸入從機(jī)輸出信號(hào)（數(shù)據(jù)由從機(jī)發(fā)出）
• NSS：片選信號(hào)，由主機(jī)發(fā)出，一般是低電位有效

SPI默認(rèn)為全雙工工作，在這種工作模式下，主機(jī)通過(guò)MOSI線發(fā)送數(shù)據(jù)的同時(shí)，也在MISO線上接受數(shù)據(jù)，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是主機(jī)和從機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

SPI是一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)一主多從的通訊接口，從機(jī)的片選由主機(jī)NSS腳來(lái)控制：

每個(gè)通訊時(shí)刻，只有一個(gè)從機(jī)NSS被主機(jī)選中，選中方式為主機(jī)拉低響應(yīng)的NSS（CS）腳。

SPI的數(shù)據(jù)線只有一條（雖然有MOSI和MISO，但實(shí)際上每個(gè)CLK主機(jī)都只能發(fā)送和接受一個(gè)bit），所以稱之為單線SPI。從SPI衍生出來(lái)的還有4線制SPI（QSPI）和8線制SPI（OSPI）以及其他多線制SPI，這個(gè)我們后面具體再聊。

11.2.2GD32H7 SPI簡(jiǎn)介

GD32H7 的SPI主要特性如下：

?具有全雙工、 半雙工和單工模式的主從操作；

? 32位寬度，獨(dú)立的發(fā)送和接收FIFO；

? 4位到32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，MOSI與MISO引腳復(fù)用功能的交換；

?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 TI模式；

?多主機(jī)多從機(jī)功能；

?配置和設(shè)置保護(hù)；

?可調(diào)的數(shù)據(jù)幀之間的最小延時(shí)和NSS與數(shù)據(jù)流之間的最小延時(shí)；

?主機(jī)模式錯(cuò)誤可觸發(fā)中斷，上溢、 下溢和CRC錯(cuò)誤檢測(cè)；

?可調(diào)的主設(shè)備接收器采樣時(shí)間；

?可配置的FIFO閾值（數(shù)據(jù)打包） ；

?在從機(jī)模式，下溢條件可配置；

?支持SPI四線功能的主機(jī)模式（只有SPI3 / 4）。

以下為GD32H7 SPI的框圖：

如果小伙伴用過(guò)GD的其他系列MCU的SPI的話，就會(huì)發(fā)現(xiàn)H7和其他系列再SPI上的一個(gè)很大的不同，比如聚沃發(fā)布的紫藤派開(kāi)發(fā)板用到的GD32F470的SPI是通過(guò)一個(gè)發(fā)送緩沖區(qū)和一個(gè)接受緩沖區(qū)這兩個(gè)緩沖區(qū)來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)的，而H7產(chǎn)品則采用FIFO的模式進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)管理，且發(fā)送FIFO（TXFIFO）對(duì)應(yīng)TX位移寄存器，接受FIFO（RXFIFO）對(duì)應(yīng)RX位移寄存器。當(dāng)CPU或DMA將數(shù)據(jù)寫到TXFIFO中（需要先判斷TXFIFO是否有足夠的空間能夠?qū)懭霐?shù)據(jù)），TXFIFO中的數(shù)據(jù)將會(huì)被轉(zhuǎn)移到TX位移寄存器中，實(shí)現(xiàn)發(fā)送；反之，當(dāng)RX位移寄存器收到數(shù)據(jù)，會(huì)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到RXFIFO中（需要保證RXFIFO有足夠的空間存入數(shù)據(jù)），RXFIFO會(huì)通知CPU或者DMA取走數(shù)據(jù)。

GD32H7的SPI TxFIFO和RxFIFO的大小都為16*32位，F(xiàn)IFO的存在使得當(dāng)CPU或者DMA來(lái)不及處理SPI數(shù)據(jù)時(shí)，能夠防止發(fā)生數(shù)據(jù)過(guò)載或丟失。需要提醒的是，SPI正在發(fā)送的數(shù)據(jù)不一定是最新寫到TxFIFO中的數(shù)據(jù)，因?yàn)樽钚聰?shù)據(jù)在TxFIFO的末尾；CPU或者DMA接收到的數(shù)據(jù)不一定就是SPI最新的數(shù)據(jù)，因?yàn)镾PI最新的數(shù)據(jù)在RxFIFO的末尾。

全雙工模式下，當(dāng)GD32H7 SPI主機(jī)TX位移寄存器被寫入數(shù)據(jù)時(shí)，TX位移寄存器通過(guò)MOSI信號(hào)線將字節(jié)傳送給從機(jī)，從機(jī)也將自己的位移寄存器內(nèi)容通過(guò)MISO信號(hào)線返回給主機(jī)的RX位移寄存器。外設(shè)的寫操作和讀操作是同步完成的。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)字節(jié)，就必須發(fā)送一個(gè)空字節(jié)來(lái)引發(fā)從機(jī)的傳輸。

SPI數(shù)據(jù)bit在CLK的有效邊沿被鎖存，而有效邊沿是可以選擇的，分別為：

• 第一個(gè)上升沿
• 第一個(gè)下降沿
• 第二個(gè)下降沿
• 第二個(gè)上升沿

通過(guò)SPI_CFG1寄存器中的CKPL位和CKPH位來(lái)設(shè)置有效鎖存沿。其中CKPL位決定了空閑狀態(tài)時(shí)SCK的電平，CKPH位決定了第一個(gè)或第二個(gè)時(shí)鐘跳變沿為有效采樣邊沿。SPI_CFG1中的LF位可以配置數(shù)據(jù)順序， 當(dāng)LF=1時(shí)，SPI先發(fā)送LSB位，當(dāng)LF=0時(shí)，則先發(fā)送MSB位。SPI_CFG0中的DZ[4:0]位域配置數(shù)據(jù)長(zhǎng)度， 可以設(shè)置數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為4位至32位。下圖為SPI的時(shí)序圖：

4線SPI（QSPI）的時(shí)序圖如下(CKPL=1, CKPH=1, LF=0) ，我們可以看到QSPI是通過(guò)MOSI、MISO、IO2、IO3來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)收或發(fā)，所以QSPI是工作在半雙工模式：

這里再介紹下SPI的NSS（片選）功能。NSS電平由主機(jī)來(lái)控制，主機(jī)將需要操作的從機(jī)NSS拉低，從而使該從機(jī)在總線上生效。

主機(jī)控制NSS的方式有兩種——硬件方式和軟件方式。主機(jī)硬件NSS模式下，NSS腳只能選擇特定IO口（具體見(jiàn)datasheet中IO口功能表），當(dāng)開(kāi)始進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫時(shí)，NSS自動(dòng)拉低，這種方式的優(yōu)點(diǎn)是主機(jī)NSS由硬件自動(dòng)控制，缺點(diǎn)是只能控制一個(gè)從機(jī)；主機(jī)NSS軟件模式下，NSS可以使用任意IO口，需要控制哪個(gè)從機(jī)，軟件將對(duì)于IO拉低即可，這種方式的優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)主機(jī)多個(gè)從機(jī)的通訊，缺點(diǎn)是軟件需要介入控制NSS腳。

從機(jī)獲取NSS狀態(tài)的方式也有兩種——硬件方式和軟件方式。從機(jī)硬件NSS模式下，SPI從NSS引腳獲取NSS電平， 在軟件NSS模式（NSSIM = 1） 下，SPI根據(jù)SNSSI位得到NSS電平。

SPI除了單線全雙工模式外，還有很多其他方式，比如可以實(shí)現(xiàn)只用MOSI進(jìn)行數(shù)據(jù)收和發(fā)的半雙工通訊，這樣就可以省下MISO用作他處了，具體可以參考GD32FH7系列官方用戶手冊(cè)。

這里著重介紹下H7 SPI的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度和SPI_CFG0中的BYTEN（bit23）和WORDEN（bit24）。BYTEN和WORDEN用來(lái)指示對(duì)FIFO的訪問(wèn)寬度：

建議SPI的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度設(shè)置（SPI_CFG0中的DZ[4:0]位域）和FIFO訪問(wèn)寬度匹配，比如設(shè)置SPI數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為8，則需要配置FIFO訪問(wèn)寬度為字節(jié)訪問(wèn)，若配置FIFO訪問(wèn)寬度為半字訪問(wèn)，當(dāng)發(fā)送一個(gè)8位數(shù)據(jù)時(shí)，總線上會(huì)產(chǎn)生16個(gè)clock，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)錯(cuò)位。

下面介紹下SPI的發(fā)送和接受流程：

發(fā)送流程

在完成初始化過(guò)程之后， SPI模塊使能并保持在空閑狀態(tài)。在主機(jī)模式下， 當(dāng)軟件寫一個(gè)數(shù)據(jù)到TxFIFO時(shí)，發(fā)送過(guò)程開(kāi)始。在從機(jī)模式下，當(dāng)SCK引腳上的SCK信號(hào)開(kāi)始翻轉(zhuǎn)， 且NSS引腳電平有效， 發(fā)送過(guò)程開(kāi)始。 所以， 在從機(jī)模式下，應(yīng)用程序必須確保在數(shù)據(jù)發(fā)送開(kāi)始前， 數(shù)據(jù)已經(jīng)寫入TxFIFO中。

當(dāng)SPI開(kāi)始發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)幀時(shí)， 首先將這個(gè)數(shù)據(jù)幀從TxFIFO加載到移位寄存器中，然后開(kāi)始發(fā)送加載的數(shù)據(jù)。

對(duì)SPI_TDATA的寫訪問(wèn)由TP——TxFIFO數(shù)據(jù)包空間有效標(biāo)志事件管理。

當(dāng)TP標(biāo)志設(shè)置為1時(shí)，應(yīng)用程序?qū)PI數(shù)據(jù)寄存器寫入適當(dāng)數(shù)量的數(shù)據(jù)，以傳輸數(shù)據(jù)包的內(nèi)容。在上傳新的完整包后，應(yīng)用程序檢查TP值，檢查TxFIFO是否可以接收額外的數(shù)據(jù)包，如果TP = 1，則逐包上傳，直到TP讀取0。
在主機(jī)模式下， 若想要實(shí)現(xiàn)連續(xù)發(fā)送功能， 那么在當(dāng)前數(shù)據(jù)幀發(fā)送完成前， 軟件應(yīng)該將下一個(gè)數(shù)據(jù)寫入SPI_TDATA寄存器中。 只要TxFIFO中存在數(shù)據(jù)， 數(shù)據(jù)發(fā)送便一直繼續(xù)， 直至TxFIFO變?yōu)榭铡?

接收流程
在最后一個(gè)采樣時(shí)鐘邊沿之后， 接收到的數(shù)據(jù)將從移位寄存器存入到RxFIFO， 且RP——RxFIFO數(shù)據(jù)包空間有效標(biāo)志 位置1。

軟件通過(guò)讀SPI_RDATA寄存器獲得接收的數(shù)據(jù)， 此操作會(huì)自動(dòng)清除RP標(biāo)志位（當(dāng)RxFIFO數(shù)據(jù)量少于FIFOLVL標(biāo)準(zhǔn)）。 在全雙工主機(jī)模式（MFD）中， 僅當(dāng)TxFIFO非空時(shí)，硬件才接收下一個(gè)數(shù)據(jù)幀。
對(duì)SPI_RDATA的讀訪問(wèn)由RP事件管理。 當(dāng)RP標(biāo)志設(shè)置為1時(shí)，應(yīng)用程序讀取SPI數(shù)據(jù)寄存器相當(dāng)數(shù)量的數(shù)據(jù)，以下載單個(gè)數(shù)據(jù)包內(nèi)容。下載完整數(shù)據(jù)包后，應(yīng)用程序會(huì)檢查RP值，查看RxFIFO中是否有其他數(shù)據(jù)包，如果有，則逐包下載，直到RP讀到0。
接收數(shù)據(jù)時(shí)， 主機(jī)提供時(shí)鐘信號(hào)， 當(dāng)主機(jī)停止或掛起SPI時(shí)才會(huì)停止接收流程。主機(jī)通過(guò)將MSTART位置1來(lái)啟動(dòng)流程， 可通過(guò)向SPI_CTL0寄存器的MSPDR為寫1來(lái)請(qǐng)求掛起，或者向MASP位寫1來(lái)設(shè)置上溢掛起。

11.2.3SPI FLASH——GD25Q128ESIGR簡(jiǎn)介

GD25Q128ESIGR是一款容量為128Mbit（即16Mbyte）的SPI接口的NOR FLASH，其支持SPI和QSPI模式，芯片示意圖如下：

GD25Q128ESIGR管腳定義如下：

GD25Q128ESIGR內(nèi)部flash結(jié)構(gòu)如下：

下面介紹GD25Q128ESIGR的一些功能碼。

Write Enable (WREN) (06H) ：接受到該命令后，GD25Q128ESIGR做好接受數(shù)據(jù)并進(jìn)行存儲(chǔ)的準(zhǔn)備，時(shí)序如下：

Read Status Register (RDSR) (05H or 35H or 15H) ：讀GD25Q128ESIGR的狀態(tài)，時(shí)序如下：

Read Data Bytes (READ) (03H) ：接受到該命令后，GD25Q128ESIGR將數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好供主機(jī)讀走，時(shí)序如下：

Dual Output Fast Read (3BH) ：使GD25Q128ESIGR切換到QSPI模式，時(shí)序如下：

Quad Output Fast Read (6BH) ：QSPI讀命令，時(shí)序如下：

Quad Page Program (32H) ：QSPI寫命令，時(shí)序如下：

Sector Erase (SE) (20H) ：Sector擦除命令，時(shí)序如下：

GD25Q128ESIGR就介紹到這里，讀者可以在兆易創(chuàng)新官網(wǎng)下載該NOR FLASH的datasheet以獲取更多信息。

11.3硬件設(shè)計(jì)

海棠派開(kāi)發(fā)板SPI——NOR FLASH的硬件設(shè)計(jì)如下：

從圖中可以看出，本實(shí)驗(yàn)使用的是普通單線SPI，GD25Q128ESIGR的片選由GD32H757的PF6控制，并采用主機(jī)NSS軟件模式，GD25Q128ESIGR的SO、SI和SCLK分別和GD32H757的PF8（SPI4_MISO）、PB9（SPI4_MOSI）以及PF7（SPI4_CLK）相連。

11.4代碼解析

11.4.1SPI初始化函數(shù)

在driver_spi.c文件中定義了SPI初始化函數(shù)driver_spi_init：

C void driver_spi_init(typdef_spi_struct *spix) { spi_parameter_struct spi_init_struct; rcu_periph_clock_enable(spix->rcu_spi_x); /* spi configure */ spi_i2s_deinit(spix->spi_x); spix->spi_sck_gpio->speed=GPIO_OSPEED_60MHZ; spix->spi_mosi_gpio->speed=GPIO_OSPEED_60MHZ; spix->spi_miso_gpio->speed=GPIO_OSPEED_60MHZ; driver_gpio_general_init(spix->spi_cs_gpio); driver_gpio_general_init(spix->spi_sck_gpio); driver_gpio_general_init(spix->spi_mosi_gpio); driver_gpio_general_init(spix->spi_miso_gpio); if(spix->spi_mode==MODE_DMA) { if(spix->spi_rx_dma!=NULL) { if(spix->frame_size==SPI_DATASIZE_8BIT){ driver_dma_com_init(spix->spi_rx_dma,(uint32_t)&SPI_RDATA(spix->spi_x),NULL,DMA_Width_8BIT,DMA_PERIPH_TO_MEMORY); } else if(spix->frame_size==SPI_DATASIZE_16BIT){ driver_dma_com_init(spix->spi_rx_dma,(uint32_t)&SPI_RDATA(spix->spi_x),NULL,DMA_Width_16BIT,DMA_PERIPH_TO_MEMORY); } else if(spix->frame_size==SPI_DATASIZE_32BIT){ driver_dma_com_init(spix->spi_rx_dma,(uint32_t)&SPI_RDATA(spix->spi_x),NULL,DMA_Width_32BIT,DMA_PERIPH_TO_MEMORY); } } if(spix->spi_tx_dma!=NULL) { if(spix->frame_size==SPI_DATASIZE_8BIT){ driver_dma_com_init(spix->spi_tx_dma,(uint32_t)&SPI_TDATA(spix->spi_x),NULL,DMA_Width_8BIT,DMA_MEMORY_TO_PERIPH); } else if(spix->frame_size==SPI_DATASIZE_16BIT){ driver_dma_com_init(spix->spi_tx_dma,(uint32_t)&SPI_TDATA(spix->spi_x),NULL,DMA_Width_16BIT,DMA_MEMORY_TO_PERIPH); } else if(spix->frame_size==SPI_DATASIZE_32BIT){ driver_dma_com_init(spix->spi_tx_dma,(uint32_t)&SPI_TDATA(spix->spi_x),NULL,DMA_Width_32BIT,DMA_MEMORY_TO_PERIPH); } } } if(spix->spi_cs_gpio!=NULL) { driver_gpio_pin_set(spix->spi_cs_gpio); } spi_struct_para_init(&spi_init_struct); /* SPI3 parameter config */ spi_init_struct.trans_mode = SPI_TRANSMODE_FULLDUPLEX; spi_init_struct.device_mode = spix->device_mode; spi_init_struct.data_size = spix->frame_size; spi_init_struct.clock_polarity_phase = spix->clock_polarity_phase; if(spix->device_mode==SPI_MASTER){ spi_init_struct.nss = SPI_NSS_SOFT; }else{ spi_init_struct.nss = SPI_NSS_HARD; } spi_init_struct.prescale = spix->prescale; spi_init_struct.endian = spix->endian; spi_init(spix->spi_x, &spi_init_struct); /* enable SPI byte access */ spi_byte_access_enable(spix->spi_x); /* configure SPI current data number */ spi_current_data_num_config(spix->spi_x, 0); spi_nss_output_enable(spix->spi_x); /* enable SPI3 */ spi_enable(spix->spi_x); /* start SPI master transfer */ spi_master_transfer_start(spix->spi_x, SPI_TRANS_START); }

11.4.2SPI輪訓(xùn)接受一個(gè)數(shù)函數(shù)

在driver_spi.c文件中定義了使用輪訓(xùn)方式發(fā)送接受一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)函數(shù)driver_spi_master_transmit_receive_byte：

C uint8_t driver_spi_master_transmit_receive_byte(typdef_spi_struct *spix,uint8_t byte) { spi_i2s_flag_clear(spix->spi_x, SPI_STATC_TXURERRC|SPI_STATC_RXORERRC|SPI_STATC_CRCERRC|SPI_STATC_FERRC|SPI_STATC_CONFERRC); driver_spi_flag_wait_timeout(spix,SPI_FLAG_TP,SET); spi_i2s_data_transmit(spix->spi_x,byte); driver_spi_flag_wait_timeout(spix,SPI_FLAG_RP,SET); return spi_i2s_data_receive(spix->spi_x); }

上面函數(shù)中有帶超時(shí)功能的等待SPI狀態(tài)的函數(shù)driver_spi_flag_wait_timeout，該函數(shù)定義在driver_spi.c：

C Drv_Err driver_spi_flag_wait_timeout(typdef_spi_struct *spix, uint32_t flag ,FlagStatus wait_state) { __IO uint64_t timeout = driver_tick; while(wait_state!=spi_i2s_flag_get(spix->spi_x, flag)){ if((timeout+SPI_TIMEOUT_MS) <= driver_tick) { return DRV_ERROR; } } return DRV_SUCCESS; }

11.4.3SPI NOR FLASH 接口bsp層函數(shù)

操作NOR FLASH的函數(shù)都定義在bsp層文件bsp_spi_nor.c中，這個(gè)文件中定義的函數(shù)都是針對(duì)NOR FLASH特性來(lái)實(shí)現(xiàn)的，我們選取幾個(gè)函數(shù)進(jìn)行介紹。

1、NOR FLASH按sector擦除函數(shù)bsp_spi_nor_sector_erase，該函數(shù)流程是：使能NOR FLASH的寫功能->拉低片選->向NOR FLASH發(fā)送sector擦除指令SE（0x20）->從低地址到高地址發(fā)送需要擦除的地址->拉高片選->等待NOR FALSH內(nèi)部操作完成（循環(huán)去讀NOR FLASH狀態(tài)，直到讀出編程狀態(tài)為0）

C void bsp_spi_nor_sector_erase(uint32_t sector_addr) { /* send write enable instruction */ bsp_spi_nor_write_enable(); /* sector erase */ /* select the flash: chip select low */ bsp_spi_nor_cs_low(); /* send sector erase instruction */ driver_spi_master_transmit_receive_byte(&BOARD_SPI,SE); /* send sector_addr high nibble address byte */ driver_spi_master_transmit_receive_byte(&BOARD_SPI,(sector_addr & 0xFF0000) >> 16); /* send sector_addr medium nibble address byte */ driver_spi_master_transmit_receive_byte(&BOARD_SPI,(sector_addr & 0xFF00) >> 8); /* send sector_addr low nibble address byte */ driver_spi_master_transmit_receive_byte(&BOARD_SPI,sector_addr & 0xFF); /* deselect the flash: chip select high */ bsp_spi_nor_cs_high(); /* wait the end of flash writing */ bsp_spi_nor_wait_for_write_end(); }

2、按page寫數(shù)據(jù)函數(shù)bsp_spi_nor_page_write，該函數(shù)實(shí)現(xiàn)在page范圍內(nèi)寫數(shù)據(jù)，該函數(shù)流程是：使能NOR FLASH的寫功能->拉低片選->向NOR FLASH發(fā)送寫指令WRITE（0x02）->從低地址到高地址發(fā)送要寫的地址（每次進(jìn)行寫數(shù)據(jù)時(shí)，只需要給初始地址即可，寫完一個(gè)數(shù)據(jù)后NOR FLASH內(nèi)部會(huì)自動(dòng)把地址+1）->寫數(shù)據(jù)->拉高片選->等待NOR FALSH內(nèi)部操作完成（循環(huán)去讀NOR FLASH狀態(tài)，直到讀出編程狀態(tài)為0）

C void bsp_spi_nor_page_write(uint8_t* pbuffer, uint32_t write_addr, uint16_t num_byte_to_write) { /* enable the write access to the flash */ bsp_spi_nor_write_enable(); /* select the flash: chip select low */ bsp_spi_nor_cs_low(); /* send "write to memory" instruction */ driver_spi_master_transmit_receive_byte(&BOARD_SPI,WRITE); /* send write_addr high nibble address byte to write to */ driver_spi_master_transmit_receive_byte(&BOARD_SPI,(write_addr & 0xFF0000) >> 16); /* send write_addr medium nibble address byte to write to */ driver_spi_master_transmit_receive_byte(&BOARD_SPI,(write_addr & 0xFF00) >> 8); /* send write_addr low nibble address byte to write to */ driver_spi_master_transmit_receive_byte(&BOARD_SPI,write_addr & 0xFF); /* while there is data to be written on the flash */ while(num_byte_to_write--){ /* send the current byte */ driver_spi_master_transmit_receive_byte(&BOARD_SPI,*pbuffer); /* point on the next byte to be written */ pbuffer++; } /* deselect the flash: chip select high */ bsp_spi_nor_cs_high(); /* wait the end of flash writing */ bsp_spi_nor_wait_for_write_end(); }

3、按buffer寫數(shù)據(jù)函數(shù)bsp_spi_nor_buffer_write，該函數(shù)實(shí)現(xiàn)任意長(zhǎng)度數(shù)據(jù)寫入，使用page寫函數(shù)搭配算法，可以跨page進(jìn)行寫數(shù)據(jù)：

C void bsp_spi_nor_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) bsp_spi_nor_page_write(pbuffer,write_addr,num_byte_to_write); /* num_byte_to_write > SPI_FLASH_PAGE_SIZE */ else{ while(num_of_page--){ bsp_spi_nor_page_write(pbuffer,write_addr,SPI_FLASH_PAGE_SIZE); write_addr += SPI_FLASH_PAGE_SIZE; pbuffer += SPI_FLASH_PAGE_SIZE; } bsp_spi_nor_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; bsp_spi_nor_page_write(pbuffer,write_addr,count); write_addr += count; pbuffer += count; bsp_spi_nor_page_write(pbuffer,write_addr,temp); }else bsp_spi_nor_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; bsp_spi_nor_page_write(pbuffer,write_addr, count); write_addr += count; pbuffer += count; while(num_of_page--){ bsp_spi_nor_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) bsp_spi_nor_page_write(pbuffer,write_addr,num_of_single); } } }

4、按buffer讀數(shù)據(jù)函數(shù)bsp_spi_nor_buffer_read，該函數(shù)實(shí)現(xiàn)任意地址讀數(shù)據(jù)，該函數(shù)流程是：拉低片選->向NOR FLASH發(fā)送讀指令READ（0x03）->從低地址到高地址發(fā)送要讀的地址（每次進(jìn)行讀數(shù)據(jù)時(shí)，只需要給初始地址即可，讀完一個(gè)數(shù)據(jù)后NOR FLASH內(nèi)部會(huì)自動(dòng)把地址+1）->讀數(shù)據(jù)->拉高片選：

C void bsp_spi_nor_buffer_read(uint8_t* pbuffer, uint32_t read_addr, uint16_t num_byte_to_read) { /* select the flash: chip slect low */ bsp_spi_nor_cs_low(); /* send "read from memory " instruction */ driver_spi_master_transmit_receive_byte(&BOARD_SPI,READ); /* send read_addr high nibble address byte to read from */ driver_spi_master_transmit_receive_byte(&BOARD_SPI,(read_addr & 0xFF0000) >> 16); /* send read_addr medium nibble address byte to read from */ driver_spi_master_transmit_receive_byte(&BOARD_SPI,(read_addr& 0xFF00) >> 8); /* send read_addr low nibble address byte to read from */ driver_spi_master_transmit_receive_byte(&BOARD_SPI,read_addr & 0xFF); /* while there is data to be read */ while(num_byte_to_read--){ /* read a byte from the flash */ *pbuffer = driver_spi_master_transmit_receive_byte(&BOARD_SPI,NOR_DUMMY_BYTE); /* point to the next location where the byte read will be saved */ pbuffer++; } /* deselect the flash: chip select high */ bsp_spi_nor_cs_high(); }

11.4.4main函數(shù)實(shí)現(xiàn)

以下為main函數(shù)代碼：

C int main(void) { //延時(shí)、共用驅(qū)動(dòng)部分初始化 driver_init(); //初始化LED組和默認(rèn)狀態(tài) bsp_led_group_init(); bsp_led_on(&LED1); bsp_led_off(&LED2); //初始化UART打印 bsp_uart_init(&BOARD_UART); //初始化SPI bsp_spi_init(&BOARD_SPI); //初始化SPI NOR bsp_spi_nor_init(); printf_log("\n\rSPI Flash:GD25Q configured...\n\r"); //讀取flash id flash_id = bsp_spi_nor_read_id(); printf_log("\n\rThe Flash_ID:0x%X\n\r",flash_id); //比對(duì)flash id是否一致 if(SFLASH_4B_ID == flash_id || SFLASH_16B_ID == flash_id) { printf_log("\n\rWrite to tx_buffer:\n\r"); //準(zhǔn)備數(shù)據(jù) for(uint16_t i = 0; i < BUFFER_SIZE; i++){ tx_buffer[i] = i; printf_log("0x%02X ",tx_buffer[i]); if(15 == i%16){ printf_log("\n\r"); } } printf_log("\n\r"); printf_log("\n\rRead from rx_buffer:\n\r"); //擦除要寫入的sector bsp_spi_nor_sector_erase(FLASH_WRITE_ADDRESS); //寫入數(shù)據(jù) bsp_spi_nor_buffer_write(tx_buffer,FLASH_WRITE_ADDRESS,TX_BUFFER_SIZE); //延時(shí)等待寫完成 delay_ms(10); //回讀寫入數(shù)據(jù) bsp_spi_nor_buffer_read(rx_buffer,FLASH_READ_ADDRESS,RX_BUFFER_SIZE); /* printf_log rx_buffer value */ for(uint16_t i = 0; i < BUFFER_SIZE; i++){ printf_log("0x%02X ", rx_buffer[i]); if(15 == i%16){ printf_log("\n\r"); } } printf_log("\n\r"); //比較回讀和寫入數(shù)據(jù) if(ERROR == memory_compare(tx_buffer,rx_buffer,BUFFER_SIZE)){ printf_log("Err:Data Read and Write aren't Matching.\n\r"); //寫入錯(cuò)誤 /* turn off all leds */ bsp_led_on(&LED2); /* turn off all leds */ bsp_led_on(&LED1); while(1); }else{ printf_log("\n\rSPI-GD25Q16 Test Passed!\n\r"); } }else{ //ID讀取錯(cuò)誤 /* spi flash read id fail */ printf_log("\n\rSPI Flash: Read ID Fail!\n\r"); /* turn off all leds */ bsp_led_on(&LED2); /* turn off all leds */ bsp_led_on(&LED1); while(1); } while(1){ /* turn off all leds */ bsp_led_toggle(&LED2); /* turn off all leds */ bsp_led_toggle(&LED1); delay_ms(200); } }

main函數(shù)中實(shí)現(xiàn)了向特定NOR FLASH地址寫數(shù)據(jù)，并回讀出來(lái)，并將寫入的數(shù)據(jù)和回讀出來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，看是否寫入成功。

11.5實(shí)驗(yàn)結(jié)果

將本實(shí)驗(yàn)例程燒錄到GD32H757紫海棠派開(kāi)發(fā)板中，將會(huì)顯示對(duì)外部SPI flash寫入以及讀取的數(shù)據(jù)以及最終的校驗(yàn)結(jié)果，如果寫入讀取校驗(yàn)正確，將會(huì)顯示SPI-GD25QXX Test Passed，LED1和LED2將會(huì)交替閃爍。

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