STM32F4：通过SPI管理EEPROM 25LC256

Question

我试图用STM32F469I-DISCO驾驶EEPROM Chip 25LC256但是无法实现它。我试图用HAL API基础创建自己的函数，但显然有些错误：我不知道我是否在芯片上写入数据，因为我无法读取它。让我解释一下。

所以我的芯片是DIP 25LC256（你希望DS在上面）。 PIN保持和EEPROM的WP连接到VCC（3.3V）。 PIN CS连接到PH6（板载ARD_D10）并由软件管理。 PIN SI和PIN SO分别连接到具有右交替功能的PB15（ARD_D11）和PB14（ARD_D12）（GPIO_AF5_SPI2）。 PIN SCK也连接到PD3（ADR_D13）。

这是我的SPI配置代码：

EEPROM_StatusTypeDef ConfigurationSPI2(SPI_HandleTypeDef *spi2Handle){

  __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE();

  GPIO_InitTypeDef  gpioInit;

  ////  SCK [PD3]
  gpioInit.Pin =    GPIO_PIN_3;
  gpioInit.Mode =   GPIO_MODE_AF_PP;
  gpioInit.Pull =   GPIO_PULLDOWN;
  gpioInit.Speed =  GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
  gpioInit.Alternate = GPIO_AF5_SPI2;

  HAL_GPIO_Init(GPIOD, &gpioInit);

  //// MOSI [PB15]
  gpioInit.Pin =    GPIO_PIN_15;
  gpioInit.Pull =   GPIO_PULLUP;
  HAL_GPIO_Init(GPIOB, &gpioInit);

  //// MISO [PB14]
  gpioInit.Pin =    GPIO_PIN_14;
  gpioInit.Pull =   GPIO_NOPULL;
  HAL_GPIO_Init(GPIOB, &gpioInit);

  //// CS [PH6]
  gpioInit.Pin =    GPIO_PIN_6;
  gpioInit.Mode =   GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  gpioInit.Speed =  GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
  HAL_GPIO_Init(GPIOH, &gpioInit);
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOH, GPIO_PIN_6, GPIO_PIN_SET);

  //// SPI2

  __HAL_RCC_SPI2_CLK_ENABLE();

  spi2Handle->Instance = SPI2;

  spi2Handle->Init.Mode =               SPI_MODE_MASTER;
  spi2Handle->Init.Direction =          SPI_DIRECTION_2LINES;
  spi2Handle->Init.DataSize =           SPI_DATASIZE_8BIT;
  spi2Handle->Init.CLKPolarity =        SPI_POLARITY_LOW;
  spi2Handle->Init.CLKPhase =           SPI_PHASE_1EDGE;
  spi2Handle->Init.NSS =                SPI_NSS_SOFT;
  spi2Handle->Init.BaudRatePrescaler =  SPI_BAUDRATEPRESCALER_16;
  spi2Handle->Init.FirstBit =           SPI_FIRSTBIT_MSB;
  spi2Handle->Init.TIMode =             SPI_TIMODE_DISABLE;
  spi2Handle->Init.CRCCalculation =     SPI_CRCCALCULATION_DISABLE ;
  spi2Handle->Init.CRCPolynomial =      7;

  if(HAL_SPI_Init(spi2Handle) != HAL_OK){
      return EEPROM_ERROR;
  }

  return EEPROM_OK;
}

两个功能允许分别（和理论上）写入和读入芯片：

写功能：

EEPROM_StatusTypeDef WriteEEPROM(SPI_HandleTypeDef *spi2Handle, uint8_t *txBuffer, uint16_t size, uint16_t addr){

    uint8_t addrLow = addr & 0xFF;
    uint8_t addrHigh = (addr >> 8);

    uint8_t wrenInstruction = WREN_EEPROM; // Value : 0x06

    uint8_t buffer[32] = {WRITE_EEPROM, addrHigh, addrLow}; //Value : 0x02

    for(uint i = 0 ; i < size ; i++){
        buffer[3+i] = txBuffer[i];
    }

    HAL_GPIO_WritePin(GPIOH, GPIO_PIN_6, RESET);
    if(HAL_SPI_Transmit(spi2Handle, &wrenInstruction, 1, TIMEOUT_EEPROM) != HAL_OK){
        return EEPROM_ERROR;;
    }
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOH, GPIO_PIN_6, SET);

    HAL_GPIO_WritePin(GPIOH, GPIO_PIN_6, RESET);
    if(HAL_SPI_Transmit(spi2Handle, buffer, (size + 3), TIMEOUT_EEPROM) != HAL_OK){
        return EEPROM_ERROR;
    }
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOH, GPIO_PIN_6, SET);

    return EEPROM_OK;
}

读功能：

EEPROM_StatusTypeDef ReadEEPROM(SPI_HandleTypeDef *spi2Handle, uint8_t *rxBuffer, uint16_t size, uint16_t addr){

    uint8_t addrLow = addr & 0xFF;
    uint8_t addrHigh = (addr >> 8);
    uint8_t txBuffer[3] = {READ_EEPROM, addrHigh, addrLow};

    HAL_GPIO_WritePin(GPIOH, GPIO_PIN_6, RESET);

    HAL_SPI_Transmit(spi2Handle, txBuffer, 3, TIMEOUT_EEPROM);

    HAL_SPI_Receive(spi2Handle, rxBuffer, size, TIMEOUT_EEPROM);    

    HAL_GPIO_WritePin(GPIOH, GPIO_PIN_6, SET);

    return EEPROM_OK;
}

我知道我的功能不是很“漂亮”，但这是第一次尝试。在我的主要内容中，我首先尝试在0x01地址处写入数据“0x05”，然后将数据读回：

uint8_t bufferEEPROM[1] = {5};
uint8_t bufferEEPROM2[1] = {1};

WriteEEPROM(&spi2Handle, bufferEEPROM, 1, 0x01);
ReadEEPROM(&spi2Handle, bufferEEPROM2, 1, 0x01);

我有一台示波器，因为它没有工作（用STM Studio监控）我可视化CLK和SI PIN然后CLK和SO PIN（同时只能看到两个通道）：

如您所见，第一张图片显示蓝色的CLK（黄色）和SI（或MOSI），我有所需的所有数据：WRite ENable指令然后是WRITE指令。在ADDRESS之后，然后是DATA。

之后，读取功能启动。首先是READ指令和我想要获取数据的ADDRESS。最后8位应该是存储在地址中的数据（在这种情况下为0x01）。在SI PIN上发生了一些事情，但我想这是因为HAL_SPI_Receive（）函数实际上使用我的数组bufferEEPROM2作为参数调用HAL_SPI_TransmitReceive（）（这就是为什么我们可以选择0b00000001）。因此，这是因为我的SPI配置参数（全双工）。

无论如何，理论上我应该在SO PIN上看到0b00000101，但正如你在第二张图片中看到的......没什么。

我试图在PULLUP和PULLDOWN上更改gpioInit.Pull以获取SO PIN但没有任何改变。 NOPULL是因为这是我尝试过的最后一件事。

事情是我不知道从哪里开始。我的传输似乎有效（但实际上是吗？）。我的初始化有什么问题吗？实际上我的主要问题是：为什么我没有从EEPROM中收到任何数据？

非常感谢 ！

Answer 1

写操作需要一些时间才能完成（您的数据表显示第4页的5 ms），在此期间，除了读状态之外，不能进行任何操作。尝试使用RDSR (0x05)操作码轮询状态寄存器，以找出它何时就绪（位0）。您还可以在发出WREN之前和之后检查状态（位1）以查看它是否成功。

Answer 2

所以问题现在解决了。以下是改进：

实际上有两个问题。正如贝伦迪所说，第一个也是最重要的是时间问题。在我的WRITE功能中，我没有让EEPROM的时间完成其写周期（数据表上为5 ms）。我在所有WRITE函数的末尾添加了以下代码行：

HAL_Delay(10); //10 ms wait for the EEPROM to complete the write cycle

如果时间很重要（理论上是5ms），延迟值可能会更少。我没有测试10毫秒以下。另一件事。在示波器中，我还看到我的芯片选择曾经在我的最后一个时钟边缘中间变为高电平。我不知道这是否也意味着一些问题，因为这是我在HAl_Delay(10)之前添加代码行首先解决的问题。我的所有SPI传输功能现在都以这种方式完成：

while(HAL_GPIO_ReadPin(CLK_PORT, CLK_PIN) == GPIO_PIN_SET){
}
HAL_GPIO_WritePin(CS_PORT, CS_PIN, GPIO_PIN_SET);
HAL_Delay(10);

这样我就有了正确的模式，我可以在EEPROM中写入并回读我写的内容。

注意：最后一件事让我更深入地了解了我对事件的误解：由于我的写入功能不起作用，我专注于STATUS REGISTER写入和读取功能（为了逐步解决这个问题）。写入功能也不起作用，实际上是因为没有设置WRENbit。我虽然（错误的一个）认为写入STATUS REGISTER的事实并没有要求将WREN设置为内存请求的WRITE函数。实际上，这也是必要的。

谢谢您的帮助 ！