📖 第 27 章：SPI实验（SPI）
🔧 正点原子《DMF407 开发指南》V1.0 · Chapter 27
🗨️ 「四根线高速通信：SPI 是板内高速总线之王。」
这一章在干嘛？ SPI 实验：SPI 四线制协议、W25Q64 NOR Flash、模式 0/1/2/3、HAL_SPI_TransmitReceive。从此 Flash / SD 卡 / 屏幕一通百通。
27.1 SPI 及 NOR Flash 介绍
27.1.1 SPI 协议
SPI（Serial Peripheral Interface）：四线制同步串行总线。
| 信号 | 方向 | 作用 |
|---|---|---|
| SCK | 主机→从机 | 时钟 |
| MOSI | 主机→从机 | 主机发从机收 |
| MISO | 从机→主机 | 从机发主机收 |
| NSS | 主机→从机 | 片选（低有效） |
四种模式（CPOL × CPHA）：
| 模式 | CPOL | CPHA | 空闲 SCL | 采样边沿 |
|---|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 低 | 上升沿 |
| 1 | 0 | 1 | 低 | 下降沿 |
| 2 | 1 | 0 | 高 | 下降沿 |
| 3 | 1 | 1 | 高 | 上升沿 |
W25Q64 / 多数 Flash 用模式 0 或 3，SD 卡用模式 0。
27.1.2 W25Q64
W25Q64 是 64 Mbit（8 MB）SPI NOR Flash：
- 256 块 × 16 扇区 × 4096 字节 = 8 MB；
- 支持标准 SPI（80 MHz）/ Dual SPI / Quad SPI；
- 支持页编程（256 字节）、扇区擦除、整片擦除。
常用命令：
| 命令 | 值 | 作用 |
|---|---|---|
| 读 ID | 0x9F | 读 JEDEC ID |
| 读数据 | 0x03 | 低速读 |
| 页编程 | 0x02 | 写一页 |
| 扇区擦除 | 0x20 | 擦 4 KB |
| 块擦除 | 0xD8 | 擦 64 KB |
| 读状态寄存器 | 0x05 | 检查 BUSY 位 |
27.2 硬件设计
SPI2 复用引脚：PB13=SCK, PB14=MISO, PB15=MOSI, PB12=NSS。
27.3 程序设计
27.3.1 CubeMX 配置
- SPI2 → Full-Duplex Master, 8-bit, MSB First
- Prescaler → /2 = 42 MHz（最高 80 MHz 受限于 Flash）
- CPOL=Low, CPHA=1 Edge（模式 0）
27.3.2 关键代码
uint8_t cmd = 0x9F;
uint8_t id[3];
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_12, GPIO_PIN_RESET);
HAL_SPI_Transmit(&hspi2, &cmd, 1, 100);
HAL_SPI_Receive(&hspi2, id, 3, 100);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_12, GPIO_PIN_SET);
// id 应为 0xEF, 0x40, 0x17读写流程：
- 读：片选 → 命令 0x03 → 24 位地址 → 接收数据 → 释放；
- 写：写使能 0x06 → 等待 → 命令 0x02 → 24 位地址 → 数据 → 释放 → 等待 BUSY=0。
27.3.3 DMA 加速
大数据量用 DMA：
HAL_SPI_Transmit_DMA(&hspi2, tx, len);
HAL_SPI_Receive_DMA(&hspi2, rx, len);27.4 下载验证
读 ID → 0xEF4017；写入字符串 → 复位后读出对比一致。
写之前必须擦除：Flash 只能把 1 写成 0，不能反过来，所以必须先擦除（1）再写。
🧠 小测验
SPI 至少需要几根线？
4 根（SCK / MOSI / MISO / NSS）。
W25Q64 容量多大？
64 Mbit = 8 MB。
SPI Flash 写之前为什么必须先擦？
Flash 只能把 1 写成 0，不能反向。