外部Flash，IO模拟SPI通讯编程，外部flash驱动资源-CSDN文库

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在嵌入式系统开发中，外部Flash存储器的使用非常常见，主要用于扩展系统存储空间，存储程序代码或者数据。本文将详细讲解如何通过单片机的IO口模拟SPI（Serial Peripheral Interface）通信协议来与外部Flash进行交互，并介绍相关的驱动程序设计。 SPI是一种同步串行接口，通常用于微控制器与各种外设之间进行高速通信。它需要四根信号线：MISO（主设备输入，从设备输出）、MOSI（主设备输出，从设备输入）、SCK（时钟）和SS（从设备选择）。在IO模拟SPI通信中，单片机通过控制自身的GPIO引脚来模拟这些信号，实现与外部设备的通信。我们需要了解SPI通信的基本过程。在SPI通信中，主机（通常是单片机）控制SCK时钟线产生时钟信号，然后通过MOSI线发送数据，从设备则通过MISO线接收数据。在一次通信开始时，主机通过拉低SS线选中一个从设备，通信结束后，再将SS线拉高，可以切换到其他从设备。在IO模拟SPI中，我们需要编写相应的代码来控制这些IO口的状态，以实现SPI协议。`spi_flash.c`和`spi_flash.h`这两个文件很可能是实现SPI通信和外部Flash驱动的源代码和头文件。`spi_flash.c`通常包含初始化函数、读写函数等，而`spi_flash.h`则定义了相关结构体、枚举类型和函数声明。初始化函数通常包括设置GPIO端口模式、初始化时钟分频等步骤。例如，将GPIO配置为推挽输出模式，设置SCK、MOSI和SS的初始状态，以及根据应用需求设置合适的时钟速度。接下来是读写函数。写入操作通常涉及多个步骤：先发送写命令，然后发送地址，最后发送数据。读取操作则可能包括发送读命令、地址，然后接收数据。在SPI通信中，通常采用“主发从收”的方式，因此在发送数据时，主设备需要先发送一个字节，然后等待从设备响应。这就需要通过延时函数或者中断机制来确保数据的正确传输。在`spi_flash.h`中，可能会有如下的函数声明： ```c void spi_init(void); // SPI初始化函数 void spi_select_device(uint8_t device_id); // 选择SPI从设备 void spi_deselect_device(void); // 取消选择SPI从设备 void spi_write_byte(uint8_t data); // SPI发送一个字节数据 uint8_t spi_read_byte(void); // SPI接收一个字节数据 void spi_flash_write(uint32_t addr, uint8_t* data, uint32_t len); // SPI向Flash写入数据 void spi_flash_read(uint32_t addr, uint8_t* data, uint32_t len); // SPI从Flash读取数据 ``` 在实际应用中，还需要考虑SPI总线的共享、错误处理、以及不同Flash芯片的特性差异。例如，某些Flash可能需要特定的写入前操作，如写使能（Write Enable）命令，或者在写操作后有一个固定的等待时间（Wait Time）。通过IO模拟SPI与外部Flash进行通信，需要理解SPI通信协议，熟悉单片机的GPIO操作，以及编写相应的驱动程序。`spi_flash.c`和`spi_flash.h`就是实现这些功能的核心文件，它们提供了与外部Flash进行读写操作的接口，使得开发者可以方便地在单片机上使用外部存储器。

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spi_flash.rar （2个子文件）

spi_flash.h 1KB

spi_flash.c 5KB

//**************************************************************************** //Copyright (c) 2010-2060 Nader CO,.LTD //Creation date: 2020.11.11 //Creator: Wanglanxin //**************************************************************************** #include "spi_flash.h" //****************************************************************************** //uint8_t SPI1_ReadByte(void) //****************************************************************************** uint8_t SPI1_ReadByte() //读1字节，下降沿有效 { uint8_t i,data = 0; SCK_low; asm("NOP"); asm("NOP"); for(i=0;i<8;i++) { data <<= 1; //左移1位，按从高到底的顺序读取 if(MISO) //输入为高 data |= 1; //BIT0置1 asm("NOP"); asm("NOP"); SCK_high; asm("NOP"); asm("NOP"); SCK_low; asm("NOP"); asm("NOP"); } return data; } //****************************************************************************** //void SPI1_WriteByte(uint8_t data) //****************************************************************************** void SPI1_WriteByte(uint8_t data) //写1字节，上升沿有效 { uint8_t i; SCK_low; asm("NOP"); asm("NOP"); for(i=0;i<8;i++) { if((data<<i)&0x80) //按从高到底的顺序发送，发送位为1 MOSI_high; //输出高电平 else MOSI_low; //输出低电平 asm("NOP"); asm("NOP"); SCK_high; asm("NOP"); asm("NOP"); SCK_low; asm("NOP"); asm("NOP"); } } //****************************************************************************** // void Flash_Read //读数据 // // Input: uint32_t address 存储器地址 // uint8_t *data 数据缓冲区 // uint16_t num 字节个数 // //****************************************************************************** void Flash_Read(uint32_t address, uint8_t *data, uint16_t num) { uint8_t addr[3]; //存储器地址 addr[0] = (uint8_t)(address>>16); addr[1] = (uint8_t)(address>>8); addr[2] = (uint8_t)address; WP_high; CS_low; SPI1_WriteByte(READ); //读指令 SPI1_WriteByte(addr[0]); //地址：高8位 SPI1_WriteByte(addr[1]); //地址：中8位 SPI1_WriteByte(addr[2]); //地址：低8位 uint16_t i; for(i=0;i<num;i++) { data[i]= SPI1_ReadByte(); //读数据 } CS_high; WP_low; } //****************************************************************************** // void Flash_Write //写数据 // // Input: uint32_t address 存储器地址 // uint8_t *data 数据缓冲区 // uint16_t num 字节个数 // //****************************************************************************** void Flash_Write(uint32_t address, uint8_t *data, uint16_t num) { uint8_t addr[3]; //存储器地址 addr[0] = (uint8_t)(address>>16); addr[1] = (uint8_t)(address>>8); addr[2] = (uint8_t)address; WP_high; CS_low; SPI1_WriteByte(WREN); //写使能 CS_high; CS_low; SPI1_WriteByte(WRITE); //写指令 SPI1_WriteByte(addr[0]); //地址：高8位 SPI1_WriteByte(addr[1]); //地址：中8位 SPI1_WriteByte(addr[2]); //地址：低8位 uint16_t i; for(i=0;i<num;i++) { SPI1_WriteByte(data[i]); //写数据 } CS_high; WP_low; } //****************************************************************************** // void Flash_Erase //擦除 // // Input: uint32_t address 存储器地址 // //****************************************************************************** void Flash_Erase(uint32_t address) { uint8_t addr[3]; //存储器地址 addr[0] = (uint8_t)(address>>16); addr[1] = (uint8_t)(address>>8); addr[2] = (uint8_t)address; WP_high; CS_low; SPI1_WriteByte(WREN); //写使能 CS_high; CS_low; SPI1_WriteByte(ERASE); //擦除 SPI1_WriteByte(addr[0]); //地址：高8位 SPI1_WriteByte(addr[1]); //地址：中8位 SPI1_WriteByte(addr[2]); //地址：低8位 CS_high; WP_low; } //****************************************************************************** // uint8_t Flash_Flag //Flash状态 //****************************************************************************** uint8_t Flash_Status() { uint8_t status; CS_low; SPI1_WriteByte(RDSR); //读状态寄存器 status = SPI1_ReadByte(); status = SPI1_ReadByte(); CS_high; return status; }

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