STM32F030 Nucleo-多样的SPI通信之Master标准模式-SPIFlash(一)

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我个人认为,学习单片机,在硬件上和驱动上,我们无非学习这么几个东西:

1.能灵活的操作GPIO端口

2.理解单片机各个引脚的功能和作用和外围小系统的设计

3.各种通信协议列如:并口协议(LCD1602等),UART/USART协议,IIC协议,485通信协议,SPI通信协议,IIS音频流传输协议,CAN通信协议,单总线通信协议(DS18B20等),三总线协议(DS1302等)等等通信协议。

4.ADC/DAC 模数/数模转换

5.单片机内部提供的一些运输协议或者特殊功能,列如DMA,RTC,定时器Timer等,这些功能的操作有单片机本身确定,经过协议一样目标一样,但是操作等可能各家单片机不尽一样;咱只需要理解它完成的是什么功能/任务就好。

通过学习各种协议、一些基本的操作和所使用的这款单片机的内核功能或者特殊功能(与内核和厂商设计相关),就基本上能利用单片机与外设或者其他MCU或CPU实现通信交流了,都交流上了!那自然就是有关系了!哈哈哈!那至于想搞什么关系(男女关系还是朋友关系<开玩笑>)那就自己想喽!哈哈哈哈!

关系都搞通了!那么借钱(读取)或者还钱(写入)就有机会啦!!!

那么实则问题就来了!有人会疑问,不是还有算法啊!数据结构等等这些吗??实则这是一个显而易见的问题:

提议:

1.在我们写代码的时候,好将我们的代码封装起来,分成与硬件相关的代码(层)和与硬件无关的层。

2.与硬件无关的层可能有继续划分,列如分一些总线层或者书中间调度层等等,这些层和我们的产品功能实现可能没有太大关系,但是却为我们的功能进行调度或者作为基础,是的我们的代码的可移植性更高。

3.当然,万事没有绝对,在RAM和ROM/Flash紧缺的情况下,用上面1和2点的方法显然是不合适的,由于咱的ROM/Flash一不小心就装不了咱的代码了,那就没得玩了,何况还有RAM的情况也是这样,所以这时候咱就尽量的减少代码,优化代码,这样可能就会使得与硬件相关的代码和功能代码混合在一起了,这样的代码的可移植性是超级低的,但是没办法嘛!这是一种解决方案!哈哈!

4.基于上面三点的提议,做一下总结。第一说明一下实际的情况,绝大部分的初学者管你内存多大,他们的代码都采用的是第3种方法,这可以说是一种不好的习惯,提议还是尽量的模仿使用1和2中方法学习,当然也不是那么简单的,这需要一个长久的学习和阅读一些好的开源项目代码,列如一些实时操作系统源码(UCosII、FreeRTOS,小型用于SD卡或者SPIFlash等的文件系统源码等等),这样理解开源项目的架构,才能自己慢慢学习构建架构的,这是一个比较漫长的过程,需要有心人在学习的过程中慢慢的关注。

OK!废话了半天!言归正传!这里咱要学习的是SPI通信,身边刚好有SPIFlash,咋就用咱的STM32F030 Nucleo板卡作为主机与它通信吧。

第一呢,有必要先介绍一下SPI通信协议。

SPI通信总线协议开始是由Motorola(摩托罗拉)提出或者发明的。她提供了三线制全双工同步串行外围接口,采用主从模式架构。在一同一个通信系统中,支持多从机单一主机。也就是说,每一个SPI总线通信上只存在一个主机。

它的通信方式是:通信时钟CLK有主机控制,数据在时钟脉冲下按位传输,先传高位再传低位。()这一点超级重大!在单片机不支持硬件SPI通信时,与具有SPI通信接口的外设传感器等通信就必须使用MCU的I/O口模拟SPI时序与之进行数据通信,从而实现功能。

还有一个超级好的好处就是,通信速率能达到几M到十几M,哈!好快。

好!基本上几句话就知道SPI的基本信息了!那么,干啥呢??当然是。。。。。。。。分析分析通信过程了哇!哈哈!

硬件通信接口:

CLK——-CLOCK Signal;时钟线

MISO—–Master Input Slave Output;主机输入从机输出数据线

MOSI—–Master Output Slave Input;主机输出从机输入数据线

NSS——-Slave Select pin;从设备使能线

咦!咋觉得不太对呢?上面明明说是三线制啊!咋的这里有四根线呢(CLK时钟线、MISO数据线,MOSI数据线和NSS片选线)?

实则是这样的,前面介绍SPI的时候,说是三线制,主要是说数据通信所需要的线,即CLK、MISO、MOSI这三根线是SPI通信的基础,而NSS片选线有时候在特定情况下是不必要的(这个下一篇文章中我会详细介绍),所以,问题就这样愉快的解决了。哈哈!这种感觉是不是很爽!!嘿嘿。

当然,这实则只是SPI通信硬件接口的一部分,而且是基础的部分。那么目前就STM32F030的硬件SPI资源进行讲解。打开参考手册《STM32F030x468C and STM32F070x6B advanced ARM®-based 32-bit MCUs.pdf》

打开到SPI通信的讲解章节,如下:

STM32F030 Nucleo-多样的SPI通信之Master标准模式-SPIFlash(一)

这就是SPI的简介了!哈哈!好!不废话了!继续往下:

STM32F030 Nucleo-多样的SPI通信之Master标准模式-SPIFlash(一)

这里就说明了这款芯片的SPI的特点和功能,再往下:

STM32F030 Nucleo-多样的SPI通信之Master标准模式-SPIFlash(一)

注意红线框出的部分,这就是我们这款单片机拥有的SPI外设资源和支持的功能资源。超级重大!!!

讲到资源,那我们还必须要牢记这款芯片的资源对应的单片机引脚。这个要从Datasheet来看了。如下:

STM32F030 Nucleo-多样的SPI通信之Master标准模式-SPIFlash(一)

哈!看见没!这就是这款芯片的资源了,特别关注红框标注的地方,而且还要注意哪些复用是我们的STM32F030 Nucleo板卡的主控MCU STM32F030R8T8才有的,这一点超级重大!别写半天引脚的配置都不对。这是一件很悲催很丢脸的事。

OK!咱来看看我们的单片机的SPI内脏,如下:

STM32F030 Nucleo-多样的SPI通信之Master标准模式-SPIFlash(一)

有必要先说明一下:FIFO:First Input First Output,即先进先出队列!哈哈!还记得在学习数据结构是的队列吗??就是这个了!嘿嘿!

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