【开源教程4】疯壳·开源蓝牙心率防水运动手环-外部 Flash 读写

FutureX · 发表于 2022-8-12 11:45

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开源蓝牙心率防水运动手环

——疯壳·智能穿戴开发系列

外部 Flash 读写

1  SPI+简介

  本节中，我们将使用 DA14580 自带的 SPI+来进行对外部 Flash 的读写操作。

  SPI（Serial Peripheral inteRFace），串行外围设备接口，是是 Motorola 首先在其 MC68HCXX 系列处理器上定义的。SPI 接口主要应用在EEPROM、FLASH、实时时钟、AD 转换器，还有数字信号处理器和数字信号解码器之间。
  该接口一般使用 4 条线：串行时钟线（SCLK）、主机输入/从机输出数据线MISO、主机输出/从机输入数据线 MOSI 和低电平有效的从机选择线 NSS。

  我们 DA14580 的这个 SPI+接口支持 SPI 总线的一个子集。这个串行接口在主/从模式可以发送和接受 8、16 或 32 位，并且在主模式可以发送 9 位。SPI+接口有双向的 2*16 位字的 FIFO，功能得到了增强。
  我们这个接口可以工作在主或从模式；有 8、9、16、32 位的操作方式；SPI 控制器的时钟达到 16MHz，SPI 时钟源可以通过编程进行 1、2、4、8 分频；SPI 的时钟线达到 8MHz；支持 SPI 的 0、1、2、3 四种工作模式；SPI——DO 的空闲电平可以通过编程设置；可屏蔽的中断发生器；单向读和写模式降低总线负载。

2  硬件设计

  本次我们所使用的外部 Flash 是 W25X20CL，它一共有 8 个引脚。1 号引脚 CS用于芯片的选择。2 号引脚 DO 是数据输出引脚。3 号引脚 WP 是写保护。4 号是GND。5 号 DIO 引脚既可以作为数据输入，也可以作为数据输出。6 脚 CLK 是 Flash的串行时钟信号。第 7 脚用于暂停 SPI 的通信。最后 VCC 就是电源脚。

图 1

3 软件设计

要通过 SPI 进行对外部 Flash 的读写操作，我们首先是进行相关时钟引脚的配置，也就是下面的函数 periph_init()。

  在 periph_init()中，我们完成了 SPI，uart2 的管脚配置，以及对串口 2 进行初始化。

  然后，我们要进行的是对 SPI 接口的一个初始化。

  void spi_init(SPI_Pad_t *cs_pad_param, SPI_Word_Mode_t bitmode, SPI_Role_t role, SPI_Polarity_Mode_t clk_pol, SPI_PHA_Mode_t pha_mode, SPI_MINT_Mode_t irq, SPI_XTAL_Freq_t freq)
  第一个参数 cs_pad_param 是分配给 SPI CS 信号的端口管脚，我们这里用的是 0.3 脚。
  第二个参数bitmode 是 SPI 操作的位数，有 8.9.16.32 位操作模式，我们这里用的 8 位，所以填写 SPI_MODE_8BIT。
  第三个参数 role 是用来配置我们 SPI 的工作方式，我们这里用的是主 SPI，因此选择 SPI_ROLE_MASTER。
  第四个参数 clk_pol 是用来选择 SPI 时钟空闲极性，我们用的是SPI_CLK_IDLE_POL_LOW，表示串行同步时钟的空闲状态为低电平。

  参数 pha_mode 是选择 SPI 的采样边沿，我们这里选的是 SPI_PHA_MODE_0。
  最后两个参数 irq 和 freq 分别是用来配置 SPI 中断和时钟分频。我们选择SPI_MINT_DISABLE 和 SPI_XTAL_DIV_8。

  以上是我们对 SPI 的初始化设置，当然，大家也可以根据自己的需求进行配置。对 SPI 初始化设置完成之后，我们就可以开始读写外部 Flash 了，通过调用：
  int32_t spi_flash_write_data (uint8_t *wr_data_ptr, uint32_t address, uint32_t size)；
  int32_t spi_flash_read_data (uint8_t *rd_data_ptr, uint32_t address, uint32_tsize)。

4  实验现象

  首先，插好 Jlink 和 USB 转串口，然后打开打开串口调试助手。

  （1）选择串口号，我们图中是 COM1，这个根据实际情况选择。

  （2）配置串口参数，波特率为 115200，数据位 8，停止位 1，没有校验位和控制流，与下图一致。
  （3）点击打开串口，4 是串口接收框。