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（实测可用）STM32CubeMX教程-STM32L431RCT6开发板研究串口通信（SPI flash）

时间：2024-02-03 07:25:10

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/upload/public/pdf/source/1229/1482979391205.pdf/upload/public/pdf/source/1229/1482979391205.pdf

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)#endifPUTCHAR_PROTOTYPE{HAL_UART_Transmit(&huart1 , (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF);return ch;}/* USER CODE END 1 */

（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

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;elsepage_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();}

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IDuint8_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LED1w25q_chip_id=spi_flash_read_ID();//读取flash芯片IDHAL_Delay(100);printf("hello world,spi_flash_read_ID==0x%0x!\r\n",w25q_chip_id); //printf 芯片IDspi2_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LED1printf("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 */}