SPI协议学习心得

一、SPI
1、掌握SPI通信协议
2、了解W25Q64芯片读写操作
3、STM32SPI寄存器配置介绍
4、SPI操作FLASH程序分析

二、知识点
1、SPI协议：时序分析在数据手册，这里主要对应IIC进行比较说明
注意：一个是时序，一个是和外设的连接（4条SPI线）

SPI与IIC对比：

1）速度
SPI 4M 高速25M
IIC 100K 高速400K

2）硬件接口
SPI 数据线2根 收发分开，一根时钟线，一根片选线，一共4根线
IIC 两线制，SDA双向数据线，时钟线

3）外部引脚
SPI 外部不需要上拉，接也可以
IIC 外部一定要上拉

4）寻址方式/拓扑结构
SPI 多主多从 寻址方式不同：SPI通过片选线确定哪个芯片通信
每个设备一根片选线，一般低电平选中，所以SPI不适合接太多从设备，从设备增加，需要用到的IO就增加（译码器）
IIC 多主多从 IIC通过发送设备地址，确定哪个设备通信
主从设备增加，不需要增加IO

5）数据帧格式
SPI 一次能传输的位数理论上不限制，一般8位、16位，不存在起始信号、停止信号和应答信号，纯粹是普通的二进制数据流
IIC 有特定的帧格式，起始信号+地址+方向+数据，每次传输一个字节（固定），每个字节后面加一个应答位，传输结束是停止标志（停止位）

6）创造者
SPI MOTO
IIC 飞利浦

7）应用领域
SPI 大数据传输方面，对速度要求高的场合
IIC 少量数据传输场合

8）时序
IIC 起始信号，停止信号 数据阶段：一个始终传输一个位，只有唯一一种时序
SPI 全是数据阶段时序，没有其他信号，一个时钟传输一个位
时序有4种，由极性和相位决定时序类型

CPOL CPHA
极性 相位 时序类型 （SCK时钟线）
0 0 0
0 1 1
1 0 2
1 1 3

对SPI来讲，配置时序是重点，配置时序由所驱动的器件的时序决定

9）SPI主机IO称呼
MISO：当作主机时，为输入，从机时为输出方向
MOSI：当作主机时，为输出，从机时为输入方向
SCK： 同步时钟信号，决定了SPI速度
nCS： 从机片选（片选线），可以使用普通IO口，一般是低电平选中，用来选择通信的目标从设备

2、FLASH 1001 0011
FLASH的组成：页(page)-扇区(sector)-块(block)-片(chip) 1001 0011
flash写数据之前要擦除，擦除最小单位为扇区（有的操作是块擦除），擦除后，所有字节全部为1，也就是写操作时候只能把1改为0

3、W25Q64
W25Q64是华邦公司推出的大容量SPI FLASH产品，W25Q64的容量为64Mb，该系列还有W25Q80/16/32等。
W25Q64容量为64Mb，也就是8M字节。

W25Q64将8M的容量分为128个块（Block），每个块大小为64K字节，每个块又分为16个扇区（Sector），每个扇区4K个字节。
W25Q64的最少擦除单位为一个扇区，也就是每次必须擦除4K个字节。这样我们需要给W25Q64开辟一个至少4K的缓存区，这样对SRAM要求比较高，要求芯片必须有4K以上SRAM才能很好的操作。

W25Q64的擦写周期多达10W次，具有20年的数据保存期限，支持电压为2.7~3.6V，W25Q64支持标准的SPI，还支持双输出/四输出的SPI，最大SPI时钟可以到80Mhz（双输出时相当于160Mhz，四输出时相当于320M）

W25Q64 8M
8M(片)---->128*64K（块）---->16*4K（扇区）---->16*256（页）

作业：
1、SPI实现记录开机次数
2、记录上一次关机时灯的状态