【程序】STM32使用SPI接口操作93C46存储器（非软件模拟）

/* 93C46选默认的16位模式 */#include <stm32f10x.h>#define _BV(n) (1 << (n))#define CS_0 (GPIOA->BRR = GPIO_BRR_BR3)#define CS_1 (GPIOA->BSRR = GPIO_BSRR_BS3)uint8_t id = 0;uint16_t num = 0;const uint8_t seg8[] = {0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xf8, 0x80, 0x90};void delay(void){uint16_t i;for (i = 0; i < 20000; i++);}void delay_short(void){uint8_t i;for (i = 0; i < 250; i++);}void ser_in(uint8_t data){uint8_t i;for (i = 0; i < 8; i++){GPIOB->BRR = GPIO_BRR_BR9; // SCLK=>PB9if (data & 0x80)GPIOB->BSRR = GPIO_BSRR_BS7; // DIO=>PB7elseGPIOB->BRR = GPIO_BRR_BR7;data <<= 1;GPIOB->BSRR = GPIO_BSRR_BS9;}}void par_out(void){GPIOB->BRR = GPIO_BRR_BR8; // RCLK=>PB8GPIOB->BSRR = GPIO_BSRR_BS8;}void seg_scan(void){uint8_t i;uint32_t n = num;for (i = 0; i <= 4; i++){ser_in(seg8[n % 10]);ser_in(_BV(i));par_out();delay();n /= 10;}n = id;for (i = 6; i <= 7; i++){ser_in(seg8[n % 10]);ser_in(_BV(i));par_out();delay();n /= 10;}}// 读取单个存储单元uint16_t _93C46_Read(uint8_t addr){// SPI中我们配置的是CPOL=0, 即SCK的空闲状态为低电平; CPHA=0, 也就是在SCK的上升沿对数据进行采样// 这里会产生一个问题: 根据EEPROM手册的时序图Figure 2, 虽然发送数据没有问题, 但接收数据时,  SCK上升沿后需要等待tPD0或tPD1的时间后本位的数据才会出现在DO上// 如果上升沿出现时就抓取数据, 那么读到的不是本位的数据，而是上一位的数据// 因此，我们接收到的数据都是右移了一位之后的数据uint16_t data = 0;uint16_t temp;// 开始CS_1;temp = SPI1->DR; // 清空接收缓冲(若不及时清除将无法收到新数据)temp = SPI1->SR; // 清OVR标志SPI1->CR1 |= SPI_CR1_SPE; // 启用SPISPI1->DR = 0xc000 | ((addr & 0x3f) << 7); // 发送操作码(110)、地址码 (1)while ((SPI1->SR & SPI_SR_TXE) == 0); // 注意: TXE=1并不代表当前字节发送完毕, 有可能只发送了一两个字节SPI1->DR = 0x0000; // 送入下次要发的内容: 根据器件手册上的时序图, 地址发送完毕后应发送0x0000, 即DI一直为低电平，不是什么都不发 (2)while ((SPI1->SR & SPI_SR_RXNE) == 0); // 等待接收数据temp = SPI1->DR; // 收到的数据: 第15~7位全为1(从器件发送的高阻态被视为1), 第6位为0(dummy bit, 空白位), 第5~0位为所读取数据的第15~10位// 数据的发送和接收是同时进行的// 只有当前字节发送完毕了, RXNE才置位, 而TXE早就置位了(参阅手册上的Figure 240)// RXNE置位表明(1)已发送完毕, 开始发送(2)data = (temp & 0x3f) << 10; // 去掉第15~6位后送入data变量while ((SPI1->SR & SPI_SR_RXNE) == 0); // 等待(2)发送完毕temp = SPI1->DR; // 第9~0位数据data |= temp >> 6;// 结束while ((SPI1->SR & SPI_SR_TXE) == 0);while (SPI1->SR & SPI_SR_BSY);SPI1->CR1 &= ~SPI_CR1_SPE; // 关闭SPICS_0;delay_short();return data;}// 等待操作完毕void _93C46_Wait(void){uint16_t temp;delay_short();CS_1;temp = SPI1->DR; // 清空接收缓冲temp = SPI1->SR; // 清OVR标志SPI1->CR1 |= SPI_CR1_RXONLY; // 设为仅接收delay_short(); // tSV<=0.25usSPI1->CR1 |= SPI_CR1_SPE; // 开始接收// 注: 开始位SB=0表示状态检测, SB=1表示执行指令do{while ((SPI1->SR & SPI_SR_RXNE) == 0);temp = SPI1->DR;} while (temp != 0xffff); // 只要收到的数据含有0, 就继续等待SPI1->CR1 &= ~SPI_CR1_SPE;SPI1->CR1 &= ~SPI_CR1_RXONLY;CS_0;delay_short();}// 允许/禁止擦写// 该命令没有位数要求, 可以在末尾添很多0void _93C46_EnableWrite(uint8_t enabled){CS_1;SPI1->CR1 |= SPI_CR1_SPE;SPI1->DR = (enabled) ? 0x9800 : 0x8000; // 操作码: 100, 地址: 110000或000000while ((SPI1->SR & SPI_SR_TXE) == 0);while (SPI1->SR & SPI_SR_BSY);SPI1->CR1 &= ~SPI_CR1_SPE;CS_0;delay_short(); // tCS>=0.25us}// 写入单个存储单元// 93C46要求发送的总位数必须为25位, 多一位少一位都不能写入成功// 所以这时必须采用一定的技巧void _93C46_Write(uint8_t addr, uint16_t data){CS_1;SPI1->CR1 &= ~SPI_CR1_DFF; // SPI改为8位传送模式 (但93C46仍为16位模式, 因为ORG引脚电平没变)SPI1->CR1 |= SPI_CR1_SPE; // 开启SPI接口if (addr != 0x80)SPI1->DR = 0xa0 | ((addr & 0x3f) >> 1); // 发送操作码(101)和地址码前5位 (1)elseSPI1->DR = 0x88;while ((SPI1->SR & SPI_SR_TXE) == 0);SPI1->DR = ((addr << 7) | (data >> 9)) & 0xff; // 发送地址码最后一位和第15~9位数据 (2)while ((SPI1->SR & SPI_SR_TXE) == 0);SPI1->DR = (data >> 1) & 0xff; // 发送第8~1位数据 (3)while ((SPI1->SR & SPI_SR_TXE) == 0);SPI1->DR = (data << 7) & 0x80; // 发送最后一位数据 (4)while ((SPI1->SR & SPI_SR_TXE) == 0); // 当TXE置位时，(4)的最高位刚好发送完毕CS_0; // 此时立即使片选信号CS无效while (SPI1->SR & SPI_SR_BSY); // 等待SPI接口把(4)中剩下的7位发送完, 因为此时片选信号CS无效, 所以93C46接收不到SPI1->CR1 &= ~SPI_CR1_SPE; // 关闭SPI接口SPI1->CR1 |= SPI_CR1_DFF; // 改回16位模式_93C46_Wait();// 技巧2: 如果最后一次发送的是两位而不是1位, 只需要在TXE-while后面加上一些空操作nop延时，然后将CS置0}// 擦除单个存储单元// EEPROM要求发送的位数必须为3+6=9位, 最后一位采取提前关闭CS的方法发送void _93C46_Erase(uint8_t addr){CS_1;SPI1->CR1 &= ~SPI_CR1_DFF; // 8位SPI模式SPI1->CR1 |= SPI_CR1_SPE;if (addr != 0x80)SPI1->DR = 0xe0 | ((addr & 0x3f) >> 1); // 操作码和地址码前5位 (1)elseSPI1->DR = 0x90;while ((SPI1->SR & SPI_SR_TXE) == 0);SPI1->DR = addr << 7; // 地址码最后一位 (2)while ((SPI1->SR & SPI_SR_TXE) == 0);CS_0; // 当(2)的最高位刚发完时, 立即关闭片选信号while (SPI1->SR & SPI_SR_BSY); // 等待(2)发送完毕SPI1->CR1 &= ~SPI_CR1_SPE;SPI1->CR1 |= SPI_CR1_DFF;_93C46_Wait();}// 擦除所有存储单元// 经测试，该命令可以在3.2V的电压下完成// 本人使用的是ST公司的93C46芯片，和STM32单片机是同一家公司生产的void _93C46_EraseAll(void){_93C46_Erase(0x80);}// 将所有的存储单元设为指定值// 同样也可以在3.2V的电压下完成void _93C46_WriteAll(uint16_t dat){_93C46_Write(0x80, dat);}int main(void){uint8_t i;RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_IOPAEN | RCC_APB2ENR_IOPBEN | RCC_APB2ENR_SPI1EN;// CS(1)接PA3, SCK=PA5接SK(2), MISO=PA6接DO(4), MOSI=PA7接DI(3), ORG悬空选16位模式// 根据参考手册RM0008_166页的Table25，SCK、MOSI应配置为复用推挽输出(b)，而MISO应配置为带上拉输入(8)GPIOA->CRL = 0xb8b03000;GPIOA->BSRR = GPIO_BSRR_BS6; // 带上拉输入// 数码管动态扫描端口PB7~PB9GPIOB->CRH = 0x00000033;GPIOB->CRL = 0x30000000;SPI1->CR1 |= SPI_CR1_MSTR; // 设为主模式SPI1->CR1 |= SPI_CR1_DFF; // 每次传送的数据位数为16位(DFF=1)SPI1->CR1 |= SPI_CR1_BR; // BR=111, 选256分频// SPI1->CR2 &= ~SPI_CR2_SSOE; // 不使用NSS(=PA4)端口。因为该端口的有效电平是低电平, 而93C46的有效片选信号为高电平SPI1->CR1 |= SPI_CR1_SSM; // 使用软件管理NSS端口，PA4可用作普通I/O口SPI1->CR1 |= SPI_CR1_SSI; // 设置NSS的状态: 已选中/*_93C46_EnableWrite(1); // 允许擦写_93C46_Write(2, 123);_93C46_Write(3, 456);_93C46_Write(8, 789);for (i = 0; i < 64; i++)_93C46_Write(i, 50000 + i * 100 + i);_93C46_EnableWrite(0); // 禁止擦写_93C46_EraseAll();_93C46_WriteAll(43);_93C46_Erase(8);*/while (1){num = _93C46_Read(id);for (i = 0; i < 50; i++)seg_scan();id++;if (id > 63)id = 0;}}

所用的单片机：STM32F103C8T6

电源电压：3.2V