STM32入门学习笔记之外置FLASH读写实验（上）

15.1 FLASH

Flash，全名叫做Flash EEPROM Memory，即平时所说的“闪存”，它结合了ROM和RAM的长处，不仅可以反复擦除，还可以快速读取数据，STM32运行的程序其实就是存放在Flash当中，但是由于STM32的Flash一般1M左右，只能存储程序大小的数据，所以往往需要外扩Flash来存储数据，比如LCD界面当中的汉字字库，以及文件系统中读取的文件内容。

但是一般Flash的擦除次数有限制，STM32F1系列最新的文档指出，片内的FLASH擦写次数大约在1W次左右，所以一般Flash用于擦除次数不多，但是数据量很大的场合。

这个Flash读写实验我们用到的芯片是W25Q128，这是一款采用SPI协议进行读写的Flash芯片，存储容量为128Mbit，合计16Mbyte，工作电压2.7V~3.6V。这个实验我们采用STM32内置的SPI模块来进行对芯片的读写操作，STM32F1的SPI功能很强大，SPI时钟最高可以到18MHz，支持DMA，可以配置为SPI协议或者I2S协议。

15.2 硬件SPI模块

通过之前51单片机开发我们可以知道，SPI协议一共需要四根线来完成数据通信，即片选CS，总线时钟SCK，主机输入从机输出MISO和主机输出从机输入MOSI四根数据线。STM32的内部SPI模块结构框图如下图所示。

从上面的结构框图我们可以发现，硬件SPI的优势就在于开发者不需要考虑SPI的详细参数以及时序，只需要配置内部的寄存器，设置速率，电平就可以实现SPI通信。

15.3 相关寄存器

15.3.1 SPI控制寄存器1：SPIx_CR1

Bit 15：双向数据模式使能

0：选择双线双向模式

1：选择单线双向模式

Bit 14：双向模式下的输出使能

0：输出禁止（只收模式）

1：输出使能（只发模式）

Bit 13：硬件CRC校验使能

0：禁止CRC计算

1：启动CRC计算

Bit 12：下一个发送CRC

0：下一个发送的值来自发送缓冲区

1：下一个发送的值来自发送CRC寄存器

Bit 11：数据帧格式

0：使用8位数据帧格式进行发送/接收

1：使用16位数据帧格式进行发送/接收

Bit 10：只接收

0：全双工（发送和接收）

1：禁止输出（只接收模式）

Bit 9：软件从设备管理

0：禁止软件从设备管理

1：启用软件从设备管理

Bit 8：内部从设备选择

注：该位只在SSM位为1时有意义。它决定了NSS上的电平，在NSS引脚上的I/O操作无效

Bit 7：帧格式

0：先发送MSB

1：先发送LSB

Bit 6：SPI使能

0：禁止SPI设备

1：开启SPI设备

Bit 5~Bit 3：波特率控制

000：f PCLK /2

001：f PCLK /4

010：f PCLK /8

011：f PCLK /16

100：f PCLK /32

101：f PCLK /64

110：f PCLK /128

111：f PCLK /256

Bit 2：主设备选择

0：配置为从设备

1：配置为主设备

Bit 1：时钟极性

0：空闲状态时，SCK保持低电平

1：空闲状态时，SCK保持高电平

Bit 0：时钟相位

0：数据采样从第一个时钟边沿开始

1：数据采样从第二个时钟边沿开始

15.3.2 SPI状态寄存器：SPIx_SR

Bit 7：忙标志

0：SPI不忙

1：SPI正忙于通信，或者发送缓冲非空

Bit 6：溢出标志

0：没有出现溢出错误

1：出现溢出错误

Bit 5：模式错误（在SPI模式下不使用）

0：没有出现模式错误

1：出现模式错误

Bit 4：CRC错误标志（在SPI模式下不使用）

0：收到的CRC值和SPI_RXCRCR寄存器中的值匹配

1：收到的CRC值和SPI_RXCRCR寄存器中的值不匹配

Bit 3：下溢标志位（在SPI模式下不使用）

0：未发生下溢

1：发生下溢

Bit 2：声道（在SPI模式下不使用）

0：需要传输或者接收左声道

1：需要传输或者接收右声道

Bit 1：发送缓冲为空

0：发送缓冲非空

1：发送缓冲为空

Bit 0：接收缓冲非空

0：接收缓冲为空

1：接收缓冲非空