SPI总线概述
SPI总线介绍
SPI是由摩托罗拉(Motorola)公司开发的全双工同步串行总线，是微处理控制单元(MCU)和外围设备之间进行通信的同步串行端口。主要应用在EEPROM、FLASH、实时时钟(RTC)、数模转换器(ADC)、 控制器、MCU、数字信号处理器(DSP)以及数字信号解码器之间。
SPI总线接口和物理拓扑结构
接口：
五线制接口（四线SPI）：全双工
MOSI（主出从入）、MISO（主入从出）、SCK、CS、GND
四线制接口（三线SPI）：半双工
IO（双向通信数据线）、SCK、CS、GND
物理拓扑结构:支持一主多从，依靠片选线区分从设备，每增加一个从设备就要增加一个片选线，消耗一个IO口。
SPI总线通信原理
通信数据线：MOSI、MISO，时钟线：SCK，芯片选择线：CS
通信过程：
将CS拉低，选择和那个设备通信操作时钟线，让MISO和MOSI准备数据操作时钟线，让MISO和MOSI发送数据将CS拉高，释放通信总线SPI总线数据格式
数据格式不固定：数据位长度可以变化，SPI支持暂停功能，一般数据长度是8位。
数据格式需要注意：那种边沿发送数据，那种边沿准备数据，总线空闲时时钟状态
CPHA：相位 决定了在第几个时钟边沿进行数据采集：为0，选择之一个边沿也就是前沿，为1，选择第二个边沿，也就是后沿
CPOL：时钟极性，决定时钟的空闲状态。为1，空闲时为高，为0，空闲时为低电平
也就是说一共有四种模式：工作在模式0的设备，他一定能工作在模式3
CPHA=0
CPHA=1
CPOL=0 极性低
上升沿采样 ：模式0
下降沿采样：模式1
CPOL=1 极性高
下降沿采样 ：模式2
上升沿采样：模式3
每发送以为数据就会接收到一位数据。
时序操作：
每发送一个数据为的时间由发送速度决定。通信速度一般在Mhz以上，最快可达上百M。
STM32中的SPI总线
STM32中SPI总线介绍
在大容量产品和互联型产品上，SPI接口可以配置为支持SPI协议或者支持I2S音频协议。SPI接 口默认工作在SPI方式，可以通过软件把功能从SPI模式切换到I2S模式。
串行外设接口(SPI)允许芯片与外部设备以半/全双工、同步、串行方式通信。此接口可以被配置 成主模式，并为外部从设备提供通信时钟(SCK)。接口还能以多主配置方式工作。 它可用于多种用途，包括使用一条双向数据线的双线单工同步传输，还可使用CRC校验的可靠通信。
STM32中SPI框架
发送缓冲区和接收缓冲区共用同一个寄存器，两者不影响，类似于串口的发送和接收数据寄存器。
从选择NSS管脚作用分析：
用来切换主设备还是从设备，动态改变，由硬件和软件进行配置。作为主设备时可以不使用NSS，作为从设备时必须有一个NSS管脚作为片选线。
从上图中可以看出SPI在从模式管理上是有两个输入可以选择的，一个是寄存器SSI位一个是NSS管脚。具体使用哪个输出信号由寄存器S 位控制，如果S 位为0则选择NSS管脚，此时为硬件模式。S 位为1，选择SSI位控制，此时为软件模式。
软件（S =1）：
内部NSS的值=SSI，此时NSS管脚可以ling作他用。
硬件（S =0）：
输入：NSS片选，被选择/可以用作多主模式；
输出：SSOE=1，允许输出，NSS输出低电平，选择从机
SSOE=0：禁止输出
STM32中SPI相关寄存器
W25Q64存储芯片概述
W25Q64介绍
华邦公司生产的FLASH存储芯片，
容量:64Mbit->8Mbyte
硬件接口：SPI
一页空间：256Byte，不能跨页存储
标准SPI接口时支持的时钟速度：80Mhz
最小擦除单位为：4Kbyte ->一个扇区
块擦除：32Kbyte-64Kbyte
擦除数据10万次，数据保存20年
W25Q64在写入数据时，不支持写1，只支持写0操作。擦除时会将擦除区域写1，保存之前先擦除。
W25Q64管脚介绍
使用标准SPI接口时：
DO：从设备输出管脚
DI：从设备输入管脚
CLK：时钟管脚
CS：片选
WP、HOLD、DI、DO可以拓展工作模式，作为2倍，4倍SPI接口时的数据接口
W25Q64工作原理
支持SPI模式0和模式3，上升沿数据采集
W25Q64要工作，需要通过指令进行设置
常用的指令：
写使能0X06：写数据之前要发送写使能指令
读寄存器指令0X05：用来判断芯片是否正忙
写指令0X02：写入数据
读ID指令0X9F:用来判断芯是否正常工作
W25Q64操作时序
Write Enable (06h):写使能操作
拉底片选向硬件SPI寄存器发送一个数据拉高片选Read Status Register-1 (05h)：读状态寄存器
拉低片选向硬件SPI寄存器发送一个数据0x05/0x35发送0xFF，之一次发送的数据是无意义的，只是由于SPI环形传输的特性，所以要接收数据，必须要发送一个数据拉高片选Page Program (02h)：页写数据
拉低片选发送0x02发送起始地址（24位）数据，发送三次8位数据发送数据内容拉高片选Read Data (03h)：读数据
拉低片选发送24位地址数据发送数据（一般位0xff），此时发送的数据无意义，需要关注返回的数据也就是要读的内容。Sector Erase (20h)：扇区擦除
拉低片选发送指令0x02发送要擦出的扇区首地址拉高片选Read Manufacturer / Device ID (90h)：获取芯片ID
拉低片选发送0x90发送三个地址数据，数据位都0发送两字节数据，获取返回值，返回值就是工厂信息和设备ID拉高片选Flash驱动
硬件原理图：
PB12—CS
PB13—SCK
PB14—MISO
PB15—MOSI
代码实现流程：
配置GPIOCS：通用推挽输出
CSK /MOSI：复用推挽输出
MISO：浮空输入
配置SPI双向全双工
主机模式
SPI模式0或者3
编写读写时序:自己实现或者移植代码STM32固件库里提供了一份SPI_FLASH的驱动代码，我们只需要稍加修改即可：
路径：STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0\Utilities\STM32_EVAL\Common
