【实测教程】STM32CubeMX-STM32L4研究串口通信（SPI flash）

[复制链接]

STMCU小助手发布时间：2023-1-14 18:12

文章
文章封面:
文章简介:	【实测教程】STM32CubeMX-STM32L4研究串口通信（SPI flash）

一、开发板平台简介：
1、开发板资源简介
（1）开发板主芯片型号：STM32L431RCT6
（2）开发板主芯片封装：LQFP-64_10x10x05P
（3）开发板主芯片内核：ARM® Cortex®-M4
（4）开发板主芯片主频：80MHz
（5）开发板主芯片Flash大小：256KB
（6）开发板主芯片RAM大小：64KB
（7）其他外设：请参考芯片手册

2、串口简介
       串口全称为串行通讯接口，即数据在通信线上一次传输一位，按先后一定顺序传输。我们通常所说的单片机串口准确来说应该是串行异步收发传输器（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，UART），使用TTL电平，串口需要RXD、TXD、GND三根线进行通信。
      （1）我们选用的STM32L431RCT6开发板串口1已通过USB转TLL串口芯片CH340G引出，使用时，只需要用公对公USB线连接电脑即可（注意也得需要安装CH340G驱动），后期验证试验也试验该串口1进行。
      （2）开发板上的其他串口已通过排针引出，为TTL电平，通信的时候需要注意选择对应的电平模块，如USB转TTL串口模块等。

  二、新建工程
1、新建STM32CubeMX基础工程
（1）打开STM32CubeMX，点击“File”-->"New Project"

（2）等待打开主芯片选项界面（大约1分钟时间）。

（3）昨天搜索框中输入（或选择）所需的主芯片型号（因为我们用的是STM32L431RCT6开发板，所以此处现在STM32L431RC），然后在右下角选择STM32L431RCTx（因为开发板主芯片是STM32L431RCT6），左键双击即可打开新建的项目。

（4）选择时钟源。
（1）因为开发板上有8M外部时钟，此处选择外部高速时钟（HSE）。
（2）因为我们没有用到外部低速时钟（LSE），此处不做处理。

2、配置GPIO控制LED
备注：LED灯用来指示系统是否正常工作。
（1）查STM32L431RCT6开发板原理图得LED1控制引脚为PC0，则配置GPIO的引脚PC0。
鼠标左键点击PC0,选择“GPIO_Output”,表示设置该引脚为输出模式。

（2）根据自己的需求配置GPIO的参数，如输出方式、输出频率、上拉下拉等。因为GPIO控制LED的要求比较低，此处采用默认参数即可，不用修改。

3、设置串口1参数
1、查原理图得知，串口0使用STM32L431RCT6引脚为PA9-USART1_TX,PA10-USART1_RX,引脚设置如下：

（1）序号1用来设置串口收发引脚的选择。
（2）序号2-3-4-5-6设置串口参数，如波特率115200、8位、NONE无奇偶校验等。

4、配置SPI Flash接口
（1）查看STM32L431RCT6开发板原理图得知，芯片原理图如下：

（2）SPI Flash接口对应芯片的PB12、 PB13、 PB14 PB15，芯片引脚配置如下：
PB12：SPI2_NSS，此处设置普通输出IO即可。不能配置成NSS。
PB13：SPI2_SCK
PB14：SPI2_MISO
PB15：SPI_MOSI

（3）设置SPI引脚参数，并选择 Full-Duplex Master 全双工主模式，此处不开启 NSS 即不使用硬件片选信号。

（4）设置SPI基础参数以及时钟。

4、配置项目工程参数
（1）配置时钟树，用于系统内部时钟，以及各个外设时钟等。此处选择外部8M晶振作为主时钟频率，内部最大倍频80MHz。

（2）完成配置工程。
备注：需要注意代码生成过程中的继承关系，如图所示：需要保留开发者自己编写的代码时，请根据配置设置，不然生成代码后会删除自己编写的代码（从这个方面也可以看出开发者备份自己的代码是多么的重要。）

（3）生成代码。

三、在KEIL 5中编写代码
1、使用KEIL 5（MDK）打开项目工程文件
（1）找到刚才新建工程的存储路径，安装项目名称，打开项目工程。

（2）添加每隔500ms，LED1闪烁一次的系统提示，用于提示程序运行正常。

2、添加使用printf函数打印log的代码
（1）在项目选项中勾选Use Micro LIB选项，勾选该项目后，可以正常使用基本的C语言库。

（2）printf函数会调用fputs函数，fputs函数为弱定义函数，即使用__weak修饰符修饰的函数，可通过自己编写函数定义覆盖原定义，我们在此处重写fputs函数。在usart.c中添加如下代码。
备注：开发者自己的代码需要注意添加位置，一定要放置到一对《USER CODE BEGIN和USER CODE END》之间，避免重新生成工程后被覆盖。

代码段如下：可直接复制使用。

/* USER CODE BEGIN 1 */
#include <stdio.h>
#ifdef __GNUC__
#define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)
#else
#define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)
#endif
PUTCHAR_PROTOTYPE
{
HAL_UART_Transmit(&huart1 , (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF);
return ch;
}
/* USER CODE END 1 */

复制代码

（3）使用printf打印log数据。需要注意main.c位置添加"stdio.h"头文件（printf的函数声明头文件）。

printf("hello world,this is printf function!\r\n"); //printf 打印函数

复制代码

3、在w25qxx.c文件中添加SPI底层驱动函数

#include "main.h"
#include "spi.h"
#include "w25qxx.h"
/**
* @brief SPI1 读一个字节
* @param None
* @retval None
*/
static uint8_t spi2_flash_read_byte(void)
{
uint8_t t_data, r_data;
if(HAL_SPI_TransmitReceive(&hspi2, &t_data, &r_data, 1, 0xFFFFFF) != HAL_OK)
{
r_data = 0xff;
}
return r_data;
}
/**
* @brief SPI1 写一个字节
* @param byte 写入的字节
* @retval 写状态 0成功 1失败
*/
static uint8_t spi2_flash_send_byte(uint8_t byte)
{
uint8_t r_data;
if(HAL_SPI_TransmitReceive(&hspi2, &byte, &r_data, 1, 0xFFFFFF) != HAL_OK)
{
return 1;
}
return 0;
}
/**
* @brief FLASH 写使能
* @param None
* @retval None
*/
static void spi2_flash_write_enable(void)
{
SPI_FLASH_CS_LOW();
spi2_flash_send_byte(W25X_WriteEnable);
SPI_FLASH_CS_HIGH();
}
/**
* @brief FLASH 等待写结束
* @param None
* @retval None
*/
static void spi2_flash_wait_for_write_end(void)
{
uint8_t state = 0;
SPI_FLASH_CS_LOW();
spi2_flash_send_byte(W25X_ReadStatusReg);
do
{
state = spi2_flash_read_byte();
}
while((state & 0x01) == SET);
SPI_FLASH_CS_HIGH();
}
/**
* @brief FLASH 读ID
* @param None
* @retval None
*/
uint32_t spi_flash_read_ID(void)
{
uint32_t temp, temp0, temp1, temp2;
SPI_FLASH_CS_LOW();
spi2_flash_send_byte(W25X_JedecDeviceID);
temp0 = spi2_flash_read_byte();
temp1 = spi2_flash_read_byte();
temp2 = spi2_flash_read_byte();
SPI_FLASH_CS_HIGH();
temp = (temp0 << 16) | (temp1 << 8) | temp2;
return temp;
}
/**
* @brief 读FLASH
* @param addr 读flash的起始地址
* @param pdata 读到的数据存放起始地址
* pdata size 读数据大小
* @retval None
*/
void spi2_flash_read(uint32_t addr,uint8_t *pdata, uint16_t size)
{
SPI_FLASH_CS_LOW();
spi2_flash_send_byte(W25X_ReadData);
spi2_flash_send_byte((addr & 0xFF0000) >> 16);
spi2_flash_send_byte((addr & 0xFF00) >> 8);
spi2_flash_send_byte(addr & 0xFF);
while (size--)
{
*pdata = spi2_flash_read_byte();
pdata++;
}
SPI_FLASH_CS_HIGH();
}
/**
* @brief 按页写FLASH
* @param addr 写入flash的起始地址
* @param pdata 写入数据的起始地址
* pdata size 写数据大小
* @retval None
*/
void spi2_flash_page_write(uint32_t addr, uint8_t *pdata, uint16_t size)
{
uint16_t i;
spi2_flash_write_enable();
SPI_FLASH_CS_LOW();
spi2_flash_send_byte(W25X_PageProgram);
spi2_flash_send_byte((uint8_t)((addr)>>16));
spi2_flash_send_byte((uint8_t)((addr)>>8));
spi2_flash_send_byte((uint8_t)addr);
for(i = 0; i < size; i++)
{
spi2_flash_send_byte(pdata[i]);
}
SPI_FLASH_CS_HIGH();
spi2_flash_wait_for_write_end();
}
/**
* @brief 写FLASH
* @param addr 写入flash的起始地址
* @param pdata 写入数据的起始地址
* pdata size 写数据大小
* @retval None
*/
void spi2_flash_write(uint32_t addr, uint8_t *pdata, uint32_t size)
{
uint32_t page_remain;
page_remain = 256 - addr%256;
if(size <= page_remain)
{
page_remain = size;
}
while(1)
{
spi2_flash_page_write(addr, pdata, page_remain);
if(size == page_remain)
break;
else
{
pdata += page_remain;
addr += page_remain;
size -= page_remain;
if(size > 256)
page_remain = 256;
else
page_remain = size;
}
}
}
/**
* @brief 擦除FLASH扇区
* @param sector_addr 扇区的起始地址
* @retval None
*/
void spi2_flash_sector_erase(uint32_t sector_addr)
{
spi2_flash_write_enable();
spi2_flash_wait_for_write_end();
SPI_FLASH_CS_LOW();
spi2_flash_send_byte(W25X_SectorErase);
spi2_flash_send_byte((sector_addr & 0xFF0000) >> 16);
spi2_flash_send_byte((sector_addr & 0xFF00) >> 8);
spi2_flash_send_byte(sector_addr & 0xFF);
SPI_FLASH_CS_HIGH();
spi2_flash_wait_for_write_end();
}
/**
* @brief 擦除FLASH块
* @param None
* @retval None
*/
void spi2_flash_block_erase(void)
{
spi2_flash_write_enable();
SPI_FLASH_CS_LOW();
spi2_flash_send_byte(W25X_ChipErase);
SPI_FLASH_CS_HIGH();
spi2_flash_wait_for_write_end();
}

复制代码

4、在main.c中添加功能函数

/**
* @brief The application entry point.
* @retval int
*/
int main(void)
{
/* USER CODE BEGIN 1 */
uint32_t w25q_chip_id=0; //读取芯片ID
uint8_t onebyte_read[8]={0}; //读取的数据
uint8_t onebyte_write[8]={0x10,0x20,0x30,0x40,0x50,0x60,0x70,0x80}; //写入的数据
/* USER CODE END 1 */
/* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
/* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
HAL_Init();
/* USER CODE BEGIN Init */
/* USER CODE END Init */
/* Configure the system clock */
SystemClock_Config();
/* USER CODE BEGIN SysInit */
/* USER CODE END SysInit */
/* Initialize all configured peripherals */
MX_GPIO_Init();
MX_DMA_Init();
MX_USART1_UART_Init();
MX_SPI2_Init();
/* USER CODE BEGIN 2 */
HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_0,GPIO_PIN_SET); //初始化LED1
w25q_chip_id=spi_flash_read_ID(); //读取flash芯片ID
HAL_Delay(100);
printf("hello world,spi_flash_read_ID==0x%0x!\r\n",w25q_chip_id); //printf 芯片ID
spi2_flash_sector_erase(0x0); //写之前需要先擦除扇区
spi2_flash_write(0x0,onebyte_write,8); //写八个字节
spi2_flash_read(0x00,onebyte_read,8); //读取写入的字节
/* USER CODE END 2 */
/* Infinite loop */
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
HAL_Delay(500);
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC,GPIO_PIN_0); //每隔500ms闪烁一次LED1
printf("hello world,spi2_flash_read =0x%0x,0x%0x,0x%0x,0x%0x,0x%0x,0x%0x,0x%0x,0x%0x\r\n",onebyte_read[0],onebyte_read[1],onebyte_read[2],onebyte_read[3],onebyte_read[4],onebyte_read[5],onebyte_read[6],onebyte_read[7]); //printf
}
/* USER CODE END 3 */
}