tags: [source-summary] type: source source: "尚硅谷嵌入式技术之STM32单片机（进阶篇）V1.0.1 — SPI/FSMC章节 + 配套代码36~42" author: "尚硅谷研究院" date: 2026-07-15

created: 2026-07-15

SPI通信与FSMC总线

用生活理解：SPI 是全双工的同步通信，就像两个人用两根线同时说话和听。四条线各司其职：SCK(节奏)、MOSI(你说)、MISO(我听)、NSS(点名)。FSMC 就是芯片的外部数据总线，把外部设备(Flash/SRAM/LCD)映射到 STM32 的地址空间，像访问内部变量一样访问外部设备。

SPI 通信协议

SPI = Serial Peripheral Interface（串行外设接口）。

四线制

信号	功能
SCK	时钟线（由主机产生）
MOSI	主机输出/从机输入
MISO	主机输入/从机输出
NSS/CS	从机选择（低电平有效）

四种模式（CPOL/CPHA）

模式	CPOL	CPHA	特性
0	0	0	SCK空闲低，第一个边沿采集
1	0	1	SCK空闲低，第二个边沿采集
2	1	0	SCK空闲高，第一个边沿采集
3	1	1	SCK空闲高，第二个边沿采集

与 W25Q64 Flash 通信常用模式 0（CPOL=0, CPHA=0）或模式 3（CPOL=1, CPHA=3）

SPI 关键寄存器

寄存器	功能
CR1	控制（CPOL/CPHA、BR波特率分频、MSTR主从、SPE使能、LSBFIRST）
CR2	控制（SSOE、TXEIE/RXNEIE中断使能）
SR	状态（BSY忙、TXE发送空、RXNE接收非空）
DR	数据寄存器（发送/接收共用）

参考：参考手册 §23（SPI 寄存器描述）

W25Q64 Flash

参数	值
容量	8MB（64Mbit）
接口	SPI
页	256 字节
扇区	4KB（16 页）
擦除	扇区擦除(20ms)、块擦除、全擦除
写寿命	100,000 次

常用指令： | 指令 | 代码 | 功能 | |------|------|------| | WREN | 0x06 | 写使能 | | RDSR | 0x05 | 读状态寄存器 | | PAGE_PROG | 0x02 | 页编程（256字节） | | READ | 0x03 | 读数据 | | SECTOR_ERASE | 0xD8 | 扇区擦除（4KB） |

软件设计（软件模拟 SPI 写 Flash）

文件：stm32_base/36_spi_software_register/Hardware/SPI/spi.h

#define SCK_HIGH  (GPIOA->ODR |= GPIO_ODR_ODR5)
#define SCK_LOW   (GPIOA->ODR &= ~GPIO_ODR_ODR5)
#define MOSI_HIGH (GPIOA->ODR |= GPIO_ODR_ODR7)
#define MOSI_LOW  (GPIOA->ODR &= ~GPIO_ODR_ODR7)
#define MISO_READ (GPIOA->IDR & GPIO_IDR_IDR6)
#define CS_HIGH   (GPIOA->ODR |= GPIO_ODR_ODR4)
#define CS_LOW    (GPIOA->ODR &= ~GPIO_ODR_ODR4)

// SPI 模式0：CPOL=0, CPHA=0
// 空闲时SCK=低, 上升沿采集数据

void SPI_Init(void)
{
    RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_IOPAEN;
    // PA5(SCK)+PA7(MOSI): 推挽输出
    // PA6(MISO): 浮空输入
    // PA4(CS): 推挽输出
}

uint8_t SPI_SendByte(uint8_t byte)
{
    for (uint8_t i = 0; i < 8; i++)
    {
        if (byte & 0x80) MOSI_HIGH; else MOSI_LOW;  // MSB first
        byte <<= 1;
        SCK_HIGH;                      // 上升沿 → 从机采集
        if (MISO_READ) byte |= 1;      // 读取MISO
        SCK_LOW;                       // 下降沿 → 从机改变数据
    }
    return byte;
}

FSMC 总线

FSMC = Flexible Static Memory Controller（灵活的静态存储器控制器）。

地址映射

Bank	地址范围	目标设备
Bank1	0x60000000~0x6FFFFFFF	NOR Flash / PSRAM / SRAM / LCD
Bank2	0x70000000~0x7FFFFFFF	NAND Flash
Bank3	0x80000000~0x8FFFFFFF	NAND Flash
Bank4	0x90000000~0x9FFFFFFF	PC Card

Bank1 又分为 4 个子区（NE1~NE4），每个 64MB：

NE1: 0x60000000~0x63FFFFFF
NE2: 0x64000000~0x67FFFFFF
NE3: 0x68000000~0x6BFFFFFF
NE4: 0x6C000000~0x6FFFFFFF

FSMC 关键寄存器

寄存器	功能
BC1~4	存储片控制寄存器（MTYP设备类型、MWID数据宽度）
BT1~4	存储片时序寄存器（ADDSET地址建立、DATAST数据保持）

LCD 应用：将 LCD 的 D0~D15 数据线接 FSMC_D0~D15，RS 接 A0（地址线），这样：

写 *(uint16_t*)0x60000000 = data → 写命令（RS=0）
写 *(uint16_t*)0x60020000 = data → 写数据（RS=1，A0=1）

参考：参考手册 §19（FSMC 寄存器描述）

核心速查表

SPI操作	代码
使能SPI	`CR1
发送1字节	`DR = byte; while(!(SR & TXE))`
接收1字节	`while(!(SR & RXNE)); byte = DR`
波特率分频	`CR1.BR[2:0]` = fPCLK/2~(fPCLK/256)

FSMC操作	代码
写SRAM	`(uint16_t)0x60000000 = data`
读SRAM	`data = (uint16_t)0x60000000`
写LCD命令	`(uint16_t)0x60000000 = cmd`
写LCD数据	`(uint16_t)0x60020000 = data`

常见问题与避坑

SPI 接收数据为 0xFF → 检查 MISO 连接、从机是否选中(CS)、时钟是否匹配
W25Q64 写入失败 → 必须先发 WREN(0x06)、扇区必须先擦除(不能写覆盖)
FSMC 读写时序不对 → 参考 SRAM/LCD 数据手册的时序参数配置 ADDSET/DATAST
多个 SPI 设备冲突 → 各设备独立 CS、SCK/MOSI/MISO 共享
FSMC 地址线错位 → 16位模式下 HADDR[0] 不连接到 FSMC_A[0]（内部是对齐的）

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