一、環境介紹
程式設計軟體: keil5
作業系統: win10
MCU型号: STM32F103ZET6
STM32程式設計方式: 寄存器開發 (友善程式移植到其他單片機)
SPI總線: STM32本身支援SPI硬體時序，本文示例代碼裡同時采用模拟時序和硬體時序兩種方式讀寫W25Q64。
模拟時序更加友善移植到其他單片機，更加友善學習了解SPI時序，通用性更高，不分MCU；
硬體時序效率更高，每個MCU配置方法不同，依賴MCU硬體本身支援。
存儲器件： 采用華邦W25Q64 flash存儲晶片。
W25Q64這類似的Flash存儲晶片在單片機裡、嵌入式系統裡還是比較常見，可以用來存儲圖檔資料、字庫資料、音頻資料、儲存裝置運作日志檔案等。
完整工程代碼下載下傳：
https://download.csdn.net/download/xiaolong1126626497/19425042二、華邦W25Q64介紹(FLASH存儲類型)
2.1 W25Q64晶片功能介紹
W25Q64是為系統提供一個最小空間、最少引腳，最低功耗的串行Flash存儲器，25Q系列比普通的串行Flash存儲器更靈活，性能更優越。
W25Q64支援雙倍/四倍的SPI，可以儲存包括聲音、文本、圖檔和其他資料；晶片支援的工作電壓 2.7V 到 3.6V，正常工作時電流小于5mA，掉電時低于1uA，所有晶片提供标準的封裝。
W25Q64的記憶體空間結構: 一頁256位元組，4K(4096 位元組)為一個扇區，16個扇區為1塊，容量為8M位元組，共有128個塊，2048 個扇區。
W25Q64每頁大小由256位元組組成，每頁的256位元組用一次頁程式設計指令即可完成。
擦除指令分别支援: 16頁（1個扇區）、128頁、256頁、全片擦除。
W25Q64支援标準串行外圍接口（SPI），和高速的雙倍/四倍輸出，雙倍/四倍用的引腳：串行時鐘、片選端、串行資料 I/O0(DI)、I/O1(DO)、I/O2(WP)和 I/O3(HOLD)。
SPI 最高支援 80MHz，當用快讀雙倍/四倍指令時，相當于雙倍輸出時最高速率160MHz，四倍輸出時最高速率 320MHz。這個傳輸速率比得上8位和16位的并行Flash存儲器。
W25Q64支援 JEDEC 标準，具有唯一的 64 位識别序列号，友善差別晶片型号。
2.2 W25Q64晶片特性詳細介紹
●SPI串行存儲器系列
-W25Q64:64M 位/8M 位元組
-W25Q16:16M 位/2M 位元組
-W25Q32:32M 位/4M 位元組
-每 256 位元組可程式設計頁
●靈活的4KB扇區結構
-統一的扇區擦除（4K 位元組）
-塊擦除（32K 和 64K 位元組）
-一次程式設計 256 位元組
-至少 100,000 寫/擦除周期
-資料儲存 20 年
●标準、雙倍和四倍SPI
-标準 SPI:CLK、CS、DI、DO、WP、HOLD
-雙倍 SPI:CLK、CS、IO0、IO1、WP、HOLD
-四倍 SPI:CLK、CS、IO0、IO1、IO2、IO3
●進階的安全特點
-軟體和硬體寫保護
-選擇扇區和塊保護
-一次性程式設計保護(1)
-每個裝置具有唯一的64位ID(1)
●高性能串行Flash存儲器
-比普通串行Flash性能高6倍
-80MHz時鐘頻率
-雙倍SPI相當于160MHz
-四倍SPI相當于320MHz
-40MB/S連續傳輸資料
-30MB/S随機存取（每32位元組）
-比得上16位并行存儲器
●低功耗、寬溫度範圍
-單電源 2.7V-3.6V
-工作電流 4mA，掉電<1μA（典型值）
-40℃～+85℃工作
2.3 引腳介紹
下面隻介紹W25Q64标準SPI接口，因為目前開發闆上的封裝使用的就是标準SPI接口。
2.2.1 SPI片選（/CS）引腳用于使能和禁止晶片操作
CS引腳是W25Q64的片選引腳，用于選中晶片；當CS為高電平時，晶片未被選擇，串行資料輸出（DO、IO0、IO1、IO2 和 IO3）引腳為高阻态。未被選擇時，晶片處于待機狀态下的低功耗，除非晶片内部在擦除、程式設計。當/CS 變成低電平，晶片功耗将增長到正常工作，能夠從晶片讀寫資料。上電後， 在接收新的指令前，/CS 必須由高變為低電平。上電後，/CS 必須上升到 VCC，在/CS 接上拉電阻可以完成這個操作。
2.2.2 串行資料輸入、輸出和 IOs（DI、DO 和 IO0、IO1、IO2、IO3）
W25Q64、W25Q16 和 W25Q32 支援标準 SPI、雙倍 SPI 和四倍 SPI。
标準的 SPI 傳輸用單向的 DI（輸入）引腳連續的寫指令、位址或者資料在串行時鐘（CLK）的上升沿時寫入到晶片内。
标準的SPI 用單向的 DO（輸出）在 CLK 的下降沿從晶片内讀出資料或狀态。
2.2.3 寫保護（/WP）
寫保護引腳（/WP）用來保護狀态寄存器。和狀态寄存器的塊保護位（SEC、TB、BP2、BP1 和BP0）和狀态寄存器保護位（SRP）對存儲器進行一部分或者全部的硬體保護。/WP 引腳低電平有效。當狀态寄存器 2 的 QE 位被置位了，/WP 引腳（硬體寫保護）的功能不可用。
2.2.4 保持端（/HOLD）
當/HOLD 引腳是有效時，允許晶片暫停工作。在/CS 為低電平時，當/HOLD 變為低電平，DO 引腳将變為高阻态，在 DI 和 CLK 引腳上的信号将無效。當/HOLD 變為高電平，晶片恢複工作。/HOLD 功能用在當有多個裝置共享同一 SPI 總線時。/HOLD 引腳低電平有效。當狀态寄存器 2 的 QE 位被置位了，/ HOLD 引腳的功能不可用。
2.2.5 串行時鐘（CLK）
串行時鐘輸入引腳為串行輸入和輸出操作提供時序。（見 SPI 操作）。
裝置資料傳輸是從高位開始，資料傳輸的格式為 8bit,資料采樣從第二個時間邊沿開始，空閑狀态時，時鐘線 clk 為高電平。
2.3 内部結構架構圖
2.4 W25Q64的标準SPI操作流程
W25Q64标準SPI總線接口包含四個信号: 串行時鐘（CLK）、片選端（/CS）、串行資料輸入（DI）和串行資料輸出（DO）。
DI輸入引腳在CLK的上升沿連續寫指令、位址或資料到晶片内。
DO輸出引腳在CLK的下降沿從晶片内讀出資料或狀态。
W25Q64分别支援SPI總線工作模式0和工作模式3。模式0和模式3的主要差別在于常态時的CLK信号不同；對于模式0來說，當SPI主機已準備好資料還沒傳輸到串行Flash中時，CLK信号常态為低；
裝置資料傳輸是從高位開始，資料傳輸的格式為8bit，資料采樣從第二個時間邊沿開始，空閑狀态時，時鐘線clk為高電平。
2.5 部分控制和狀态寄存器介紹
2.5.1 W25Q64的指令表
2.5.2 讀狀态寄存器1
狀态寄存器1的内部結構如下：
狀态寄存器1的S0位是目前W25Q64的忙狀态；為1的時候表示裝置正在執行程式(可能是在擦除晶片)或寫狀态寄存器指令，這個時候裝置将忽略傳來的指令， 除了讀狀态寄存器和擦除暫停指令外，其他寫指令或寫狀态指令都無效, 當 S0 為 0 狀态時訓示裝置已經執行完畢，可以進行下一步操作。
讀狀态寄存器1的時序如下：
讀取狀态寄存器的指令是 8 位的指令。發送指令之前，先将/CS 拉低，再發送指令碼“05 h” 或者“35h”。裝置收到讀取狀态寄存器的指令後，将狀态資訊(高位)依次移位發送出去，讀出的狀态資訊，最低位為 1 代表忙，最低位為 0 代表可以操作，狀态資訊讀取完畢，将片選線拉高。
讀狀态寄存器指令可以使用在任何時候，即使程式在擦除的過程中或者寫狀态寄存器周期正在進行中。這可以檢測忙碌狀态來确定周期是否完成，以确定裝置是否可以接受另一個指令。
2.5.3 讀制造商ID和晶片ID
時序圖如下：
讀取制造商/裝置 ID 指令可以讀取制造商 ID 和特定的裝置 ID。讀取之前，拉低 CS 片選信号，接着發送指令代碼“90h” ，緊随其後的是一個 24 位位址(A23-A0)000000h。 裝置收到指令之後，會發出華邦電子制造商 ID(EFh) 和裝置ID(w25q64 為 16h)。如果 24 位位址設定為 000001h ，裝置 ID 會先發出，然後跟着制造商 ID。制造商和裝置ID可以連續讀取。完成指令後，片選信号/ CS 拉高。
2.5.4 全片擦除（C7h/60h）
全晶片擦除指令，可以将整個晶片的所有記憶體資料擦除，恢複到 0XFF 狀态。寫入全晶片擦除指令之前必須執行裝置寫使能(發送裝置寫使能指令 0x06)，并判斷狀态寄存器(狀态寄存器位最低位必須等于 0 才能操作)。發送全晶片擦除指令前，先拉低/ CS，接着發送擦除指令碼”C7h”或者是”60h”， 指令碼發送完畢後，拉高片選線 CS/,，并判斷狀态位，等待擦除結束。全片擦除指令盡量少用，擦除會縮短裝置的壽命。
2.5.5 讀資料（03h）
讀取資料指令允許按順序讀取一個位元組的記憶體資料。當片選 CS/拉低之後，緊随其後是一個 24 位的位址(A23-A0)(需要發送 3 次，每次 8 個位元組，先發高位)。晶片收到位址後，将要讀的資料按位元組大小轉移出去，資料是先轉移高位，對于單片機，時鐘下降沿發送資料，上升沿接收資料。讀資料時，位址會自動增加，允許連續的讀取資料。這意味着讀取整個記憶體的資料,隻要用一個指令就可以讀完。資料讀取完成之後，片選信号/ CS 拉高。
讀取資料的指令序列,如上圖所示。如果一個讀資料指令而發出的時候，裝置正在擦除扇區,或者(忙= 1)，該讀指令将被忽略,也不會對目前周期有什麼影響。
三、SPI時序介紹
SPI是串行外設接口（Serial Peripheral Interface）的縮寫，是一種高速的，全雙工，同步的通信總線，并且在晶片的管腳上隻占用四根線，節約了晶片的管腳，同時為PCB的布局上節省空間。
SPI是一種高速、高效率的串行接口技術，一共有4根線。通常由一個主子產品和一個或多個從子產品組成，主子產品選擇一個從子產品進行同步通信，進而完成資料的交換。SPI是一個環形結構，通信時需要至少4根線（在單向傳輸時3根線也可以）。分别是MISO（主裝置資料輸入）、MOSI（主裝置資料輸出）、SCLK（時鐘）、CS（片選）。
（1）MISO– Master Input Slave Output,主裝置資料輸入，從裝置資料輸出；
（2）MOSI– Master Output Slave Input，主裝置資料輸出，從裝置資料輸入；
（3）SCLK – Serial Clock，時鐘信号，由主裝置産生；
（4）CS – Chip Select，從裝置使能信号，由主裝置控制。
其中，CS是從晶片是否被主晶片選中的控制信号，也就是說隻有片選信号為預先規定的使能信号時（高電位或低電位），主晶片對此從晶片的操作才有效。這就使在同一條總線上連接配接多個SPI裝置成為可能。接下來就負責通訊的3根線了。通訊是通過資料交換完成的，這裡先要知道SPI是串行通訊協定，也就是說資料是一位一位的傳輸的。這就是SCLK時鐘線存在的原因，由SCLK提供時鐘脈沖，SDI，SDO則基于此脈沖完成資料傳輸。資料輸出通過 SDO線，資料在時鐘上升沿或下降沿時改變，在緊接着的下降沿或上升沿被讀取。完成一位資料傳輸，輸入也使用同樣原理。是以，至少需要8次時鐘信号的改變（上沿和下沿為一次），才能完成8位資料的傳輸。
時鐘信号線SCLK隻能由主裝置控制，從裝置不能控制。這樣的傳輸方式有一個優點，在資料位的傳輸過程中可以暫停，也就是時鐘的周期可以為不等寬，因為時鐘線由主裝置控制，當沒有時鐘跳變時，從裝置不采集或傳送資料。SPI還是一個資料交換協定：因為SPI的資料輸入和輸出線獨立，是以允許同時完成資料的輸入和輸出。晶片內建的SPI串行同步時鐘極性和相位可以通過寄存器配置，IO模拟的SPI串行同步時鐘需要根據從裝置支援的時鐘極性和相位來通訊。SPI通信原理比I2C要簡單，IIC有應答機制，可以確定資料都全部發送成。SPI接口沒有指定的流控制，沒有應答機制确認是否接收到資料，速度上更加快。
SPI總線通過時鐘極性和相位可以配置成4種時序：
SPI的模式1:
u8 SPI_ReadWriteOneByte(u8 tx_data)
{
u8 i,rx_data=0;
SCK=0; //空閑電平(預設初始化情況)
for(i=0;i<8;i++)
{
/*1. 主機發送一位資料*/
SCK=0;//告訴從機,主機将要發送資料
if(tx_data&0x80)MOSI=1; //發送資料
else MOSI=0;
SCK=1; //告訴從機，主機資料發送完畢
tx_data<<=1; //繼續發送下一位
/*2. 主機接收一位資料*/
rx_data<<=1; //預設認為接收到0
if(MISO)rx_data|=0x01;
}
SCK=0; //恢複空閑電平
return rx_data;
}
SPI的模式2:
u8 SPI_ReadWriteOneByte(u8 tx_data)
{
u8 i,rx_data=0;
SCK=0; //空閑電平(預設初始化情況)
for(i=0;i<8;i++)
{
/*1. 主機發送一位資料*/
SCK=1;//告訴從機,主機将要發送資料
if(tx_data&0x80)MOSI=1; //發送資料
else MOSI=0;
SCK=0; //告訴從機，主機資料發送完畢
tx_data<<=1; //繼續發送下一位
/*2. 主機接收一位資料*/
rx_data<<=1; //預設認為接收到0
if(MISO)rx_data|=0x01;
}
SCK=0; //恢複空閑電平
return rx_data;
}
SPI的模式3:
u8 SPI_ReadWriteOneByte(u8 tx_data)
{
u8 i,rx_data=0;
SCK=1; //空閑電平(預設初始化情況)
for(i=0;i<8;i++)
{
/*1. 主機發送一位資料*/
SCK=1;//告訴從機,主機将要發送資料
if(tx_data&0x80)MOSI=1; //發送資料
else MOSI=0;
SCK=0; //告訴從機，主機資料發送完畢
tx_data<<=1; //繼續發送下一位
/*2. 主機接收一位資料*/
rx_data<<=1; //預設認為接收到0
if(MISO)rx_data|=0x01;
}
SCK=1; //恢複空閑電平
return rx_data;
}
SPI的模式4:
u8 SPI_ReadWriteOneByte(u8 tx_data)
{
u8 i,rx_data=0;
SCK=1; //空閑電平(預設初始化情況)
for(i=0;i<8;i++)
{
/*1. 主機發送一位資料*/
SCK=0;//告訴從機,主機将要發送資料
if(tx_data&0x80)MOSI=1; //發送資料
else MOSI=0;
SCK=1; //告訴從機，主機資料發送完畢
tx_data<<=1; //繼續發送下一位
/*2. 主機接收一位資料*/
rx_data<<=1; //預設認為接收到0
if(MISO)rx_data|=0x01;
}
SCK=1; //恢複空閑電平
return rx_data;
} 四、W25Q64的示例代碼
4.1 STM32采用硬體SPI讀寫W25Q64示例代碼
/*
函數功能：SPI初始化(模拟SPI)
硬體連接配接：
MISO--->PB14
MOSI--->PB15
SCLK--->PB13
*/
void SPI_Init(void)
{
/*開啟時鐘*/
RCC->APB1ENR|=1<<14; //開啟SPI2時鐘
RCC->APB2ENR|=1<<3; //PB
GPIOB->CRH&=0X000FFFFF; //清除寄存器
GPIOB->CRH|=0XB8B00000;
GPIOB->ODR|=0X7<<13; //PB13/14/15上拉--輸出高電平
/*SPI2基本配置*/
SPI2->CR1=0X0; //清空寄存器
SPI2->CR1|=0<<15; //選擇“雙線雙向”模式
SPI2->CR1|=0<<11; //使用8位資料幀格式進行發送/接收；
SPI2->CR1|=0<<10; //全雙工(發送和接收)；
SPI2->CR1|=1<<9; //啟用軟體從裝置管理
SPI2->CR1|=1<<8; //NSS
SPI2->CR1|=0<<7; //幀格式，先發送高位
SPI2->CR1|=0x0<<3;//當總線頻率為36MHZ時，SPI速度為18MHZ，高速。
SPI2->CR1|=1<<2; //配置為主裝置
SPI2->CR1|=1<<1; //空閑狀态時， SCK保持高電平。
SPI2->CR1|=1<<0; //資料采樣從第二個時鐘邊沿開始。
SPI2->CR1|=1<<6; //開啟SPI裝置。
}
/*
函數功能：SPI讀寫一個位元組
*/
u8 SPI_ReadWriteOneByte(u8 data_tx)
{
u16 cnt=0;
while((SPI2->SR&1<<1)==0) //等待發送區空--等待發送緩沖為空
{
cnt++;
if(cnt>=65530)return 0; //逾時退出 u16=2個位元組
}
SPI2->DR=data_tx; //發送一個byte
cnt=0;
while((SPI2->SR&1<<0)==0) //等待接收完一個byte
{
cnt++;
if(cnt>=65530)return 0; //逾時退出
}
return SPI2->DR; //傳回收到的資料
}
/*
函數功能：W25Q64初始化
硬體連接配接：
MOSI--->PB15
MISO--->PB14
SCLK--->PB13
CS----->PB12
*/
void W25Q64_Init(void)
{
/*1. 開時鐘*/
RCC->APB2ENR|=1<<3; //PB
/*2. 配置GPIO口模式*/
GPIOB->CRH&=0xFFF0FFFF;
GPIOB->CRH|=0x00030000;
W25Q64_CS=1; //未選中晶片
SPI_Init(); //SPI初始化
}
/*
函數功能：讀取晶片的ID号
*/
u16 W25Q64_ReadID(void)
{
u16 id;
/*1. 拉低片選*/
W25Q64_CS=0;
/*2. 發送讀取ID的指令*/
SPI_ReadWriteOneByte(0x90);
/*3. 發送24位的位址-0*/
SPI_ReadWriteOneByte(0);
SPI_ReadWriteOneByte(0);
SPI_ReadWriteOneByte(0);
/*4. 讀取晶片的ID*/
id=SPI_ReadWriteOneByte(0xFF)<<8;
id|=SPI_ReadWriteOneByte(0xFF);
/*5. 拉高片選*/
W25Q64_CS=1;
return id;
}
/*
函數功能：檢測W25Q64狀态
*/
void W25Q64_CheckStat(void)
{
u8 stat=1;
while(stat&1<<0)
{
W25Q64_CS=0; //選中晶片
SPI_ReadWriteOneByte(0x05); //發送讀狀态寄存器1指令
stat=SPI_ReadWriteOneByte(0xFF); //讀取狀态
W25Q64_CS=1; //取消選中晶片
}
}
/*
函數功能：頁程式設計
說 明：一頁最多寫256個位元組。 寫資料之前，必須保證空間是0xFF
函數參數：
u32 addr:頁程式設計起始位址
u8 *buff:寫入的資料緩沖區
u16 len :寫入的位元組長度
*/
void W25Q64_PageWrite(u32 addr,u8 *buff,u16 len)
{
u16 i;
W25Q64_Enabled(); //寫使能
W25Q64_CS=0; //選中晶片
SPI_ReadWriteOneByte(0x02); //頁程式設計指令
SPI_ReadWriteOneByte(addr>>16); //24~16位址
SPI_ReadWriteOneByte(addr>>8); //16~8位址
SPI_ReadWriteOneByte(addr); //8~0位址
for(i=0;i<len;i++)
{
SPI_ReadWriteOneByte(buff[i]); //8~0位址
}
W25Q64_CS=1; //取消選中晶片
W25Q64_CheckStat(); //檢測晶片忙狀态
}
/*
函數功能：連續讀資料
函數參數：
u32 addr:讀取資料的起始位址
u8 *buff:讀取資料存放的緩沖區
u32 len :讀取位元組的長度
*/
void W25Q64_ReadByteData(u32 addr,u8 *buff,u32 len)
{
u32 i;
W25Q64_CS=0; //選中晶片
SPI_ReadWriteOneByte(0x03); //讀資料指令
SPI_ReadWriteOneByte(addr>>16); //24~16位址
SPI_ReadWriteOneByte(addr>>8); //16~8位址
SPI_ReadWriteOneByte(addr); //8~0位址
for(i=0;i<len;i++)buff[i]=SPI_ReadWriteOneByte(0xFF);
W25Q64_CS=1; //取消選中晶片
}
/*
函數功能：擦除一個扇區
函數參數：
u32 addr:擦除扇區的位址範圍
*/
void W25Q64_ClearSector(u32 addr)
{
W25Q64_Enabled(); //寫使能
W25Q64_CS=0; //選中晶片
SPI_ReadWriteOneByte(0x20); //扇區擦除指令
SPI_ReadWriteOneByte(addr>>16); //24~16位址
SPI_ReadWriteOneByte(addr>>8); //16~8位址
SPI_ReadWriteOneByte(addr); //8~0位址
W25Q64_CS=1; //取消選中晶片
W25Q64_CheckStat(); //檢測晶片忙狀态
}
/*
函數功能：寫使能
*/
void W25Q64_Enabled(void)
{
W25Q64_CS=0; //選中晶片
SPI_ReadWriteOneByte(0x06); //寫使能
W25Q64_CS=1; //取消選中晶片
}
/*
函數功能：指定位置寫入指定個數的資料，不考慮擦除問題
注意事項：W25Q64隻能将1寫為，不能将0寫為1。
函數參數：
u32 addr---寫入資料的起始位址
u8 *buff---寫入的資料
u32 len---長度
*/
void W25Q64_WriteByteDataNoCheck(u32 addr,u8 *buff,u32 len)
{
u32 page_remain=256-addr%256; //計算目前頁還可以寫下多少資料
if(len<=page_remain) //如果目前寫入的位元組長度小于剩餘的長度
{
page_remain=len;
}
while(1)
{
W25Q64_PageWrite(addr,buff,page_remain);
if(page_remain==len)break; //表明資料已經寫入完畢
buff+=page_remain; //buff向後偏移位址
addr+=page_remain; //起始位址向後偏移
len-=page_remain; //減去已經寫入的位元組數
if(len>256)page_remain=256; //如果大于一頁，每次就直接寫256位元組
else page_remain=len;
}
}
/*
函數功能：指定位置寫入指定個數的資料，考慮擦除問題，完善代碼
函數參數：
u32 addr---寫入資料的起始位址
u8 *buff---寫入的資料
u32 len---長度
說明：擦除的最小機關扇區，4096位元組
*/
static u8 W25Q64_READ_WRITE_CHECK_BUFF[4096];
void W25Q64_WriteByteData(u32 addr,u8 *buff,u32 len)
{
u32 i;
u32 len_w;
u32 sector_addr; //存放扇區的位址
u32 sector_move; //扇區向後偏移的位址
u32 sector_size; //扇區大小。（剩餘的空間大小）
u8 *p=W25Q64_READ_WRITE_CHECK_BUFF;//存放指針
sector_addr=addr/4096; //傳入的位址是處于第幾個扇區
sector_move=addr%4096; //計算傳入的位址存于目前的扇區的偏移量位置
sector_size=4096-sector_move; //得到目前扇區剩餘的空間
if(len<=sector_size)
{
sector_size=len; //判斷第一種可能性、一次可以寫完
}
while(1)
{
W25Q64_ReadByteData(addr,p,sector_size); //讀取剩餘扇區裡的資料
for(i=0;i<sector_size;i++)
{
if(p[i]!=0xFF)break;
}
if(i!=sector_size) //判斷是否需要擦除
{
W25Q64_ClearSector(sector_addr*4096);
}
// for(i=0;i<len;i++)
// {
// W25Q64_READ_WRITE_CHECK_BUFF[i]=buff[len_w++];
}
// W25Q64_WriteByteDataNoCheck(addr,W25Q64_READ_WRITE_CHECK_BUFF,sector_size);
W25Q64_WriteByteDataNoCheck(addr,buff,sector_size);
if(sector_size==len)break;
addr+=sector_size; //向後偏移位址
buff+=sector_size ;//向後偏移
len-=sector_size; //減去已經寫入的資料
sector_addr++; //校驗第下個扇區
if(len>4096) //表明還可以寫一個扇區
{
sector_size=4096;//繼續寫一個扇區
}
else
{
sector_size=len; //剩餘的空間可以寫完
}
}
} 4.2 STM32采用硬體SPI讀寫W25Q64示例代碼
#include "spi.h"
/*
函數功能：SPI初始化(模拟SPI)
硬體連接配接：
MISO--->PB14
MOSI--->PB15
SCLK--->PB13
*/
void SPI_Init(void)
{
/*1. 開時鐘*/
RCC->APB2ENR|=1<<3; //PB
/*2. 配置GPIO口模式*/
GPIOB->CRH&=0x000FFFFF;
GPIOB->CRH|=0x38300000;
/*3. 上拉*/
SPI_MOSI=1;
SPI_MISO=1;
SPI_SCLK=1;
}
/*
函數功能：SPI讀寫一個位元組
*/
u8 SPI_ReadWriteOneByte(u8 data_tx)
{
u8 data_rx=0; //存放讀取的資料
u8 i;
for(i=0;i<8;i++)
{
SPI_SCLK=0; //準備發送資料
if(data_tx&0x80)SPI_MOSI=1;
else SPI_MOSI=0;
data_tx<<=1; //依次發送最高位
SPI_SCLK=1; //表示主機資料發送完成，表示從機發送完畢
data_rx<<=1; //表示預設接收的是0
if(SPI_MISO)data_rx|=0x01;
}
return data_rx;
}
#include "W25Q64.h"
/*
函數功能：W25Q64初始化
硬體連接配接：
MOSI--->PB15
MISO--->PB14
SCLK--->PB13
CS----->PB12
*/
void W25Q64_Init(void)
{
/*1. 開時鐘*/
RCC->APB2ENR|=1<<3; //PB
/*2. 配置GPIO口模式*/
GPIOB->CRH&=0xFFF0FFFF;
GPIOB->CRH|=0x00030000;
W25Q64_CS=1; //未選中晶片
SPI_Init(); //SPI初始化
}
/*
函數功能：讀取晶片的ID号
*/
u16 W25Q64_ReadID(void)
{
u16 id;
/*1. 拉低片選*/
W25Q64_CS=0;
/*2. 發送讀取ID的指令*/
SPI_ReadWriteOneByte(0x90);
/*3. 發送24位的位址-0*/
SPI_ReadWriteOneByte(0);
SPI_ReadWriteOneByte(0);
SPI_ReadWriteOneByte(0);
/*4. 讀取晶片的ID*/
id=SPI_ReadWriteOneByte(0xFF)<<8;
id|=SPI_ReadWriteOneByte(0xFF);
/*5. 拉高片選*/
W25Q64_CS=1;
return id;
}
/*
函數功能：檢測W25Q64狀态
*/
void W25Q64_CheckStat(void)
{
u8 stat=1;
while(stat&1<<0)
{
W25Q64_CS=0; //選中晶片
SPI_ReadWriteOneByte(0x05); //發送讀狀态寄存器1指令
stat=SPI_ReadWriteOneByte(0xFF); //讀取狀态
W25Q64_CS=1; //取消選中晶片
}
}
/*
函數功能：頁程式設計
說 明：一頁最多寫256個位元組。 寫資料之前，必須保證空間是0xFF
函數參數：
u32 addr:頁程式設計起始位址
u8 *buff:寫入的資料緩沖區
u16 len :寫入的位元組長度
*/
void W25Q64_PageWrite(u32 addr,u8 *buff,u16 len)
{
u16 i;
W25Q64_Enabled(); //寫使能
W25Q64_CS=0; //選中晶片
SPI_ReadWriteOneByte(0x02); //頁程式設計指令
SPI_ReadWriteOneByte(addr>>16); //24~16位址
SPI_ReadWriteOneByte(addr>>8); //16~8位址
SPI_ReadWriteOneByte(addr); //8~0位址
for(i=0;i<len;i++)
{
SPI_ReadWriteOneByte(buff[i]); //8~0位址
}
W25Q64_CS=1; //取消選中晶片
W25Q64_CheckStat(); //檢測晶片忙狀态
}
/*
函數功能：連續讀資料
函數參數：
u32 addr:讀取資料的起始位址
u8 *buff:讀取資料存放的緩沖區
u32 len :讀取位元組的長度
*/
void W25Q64_ReadByteData(u32 addr,u8 *buff,u32 len)
{
u32 i;
W25Q64_CS=0; //選中晶片
SPI_ReadWriteOneByte(0x03); //讀資料指令
SPI_ReadWriteOneByte(addr>>16); //24~16位址
SPI_ReadWriteOneByte(addr>>8); //16~8位址
SPI_ReadWriteOneByte(addr); //8~0位址
for(i=0;i<len;i++)buff[i]=SPI_ReadWriteOneByte(0xFF);
W25Q64_CS=1; //取消選中晶片
}
/*
函數功能：擦除一個扇區
函數參數：
u32 addr:擦除扇區的位址範圍
*/
void W25Q64_ClearSector(u32 addr)
{
W25Q64_Enabled(); //寫使能
W25Q64_CS=0; //選中晶片
SPI_ReadWriteOneByte(0x20); //扇區擦除指令
SPI_ReadWriteOneByte(addr>>16); //24~16位址
SPI_ReadWriteOneByte(addr>>8); //16~8位址
SPI_ReadWriteOneByte(addr); //8~0位址
W25Q64_CS=1; //取消選中晶片
W25Q64_CheckStat(); //檢測晶片忙狀态
}
/*
函數功能：寫使能
*/
void W25Q64_Enabled(void)
{
W25Q64_CS=0; //選中晶片
SPI_ReadWriteOneByte(0x06); //寫使能
W25Q64_CS=1; //取消選中晶片
}
/*
函數功能：指定位置寫入指定個數的資料，不考慮擦除問題
注意事項：W25Q64隻能将1寫為，不能将0寫為1。
函數參數：
u32 addr---寫入資料的起始位址
u8 *buff---寫入的資料
u32 len---長度
*/
void W25Q64_WriteByteDataNoCheck(u32 addr,u8 *buff,u32 len)
{
u32 page_remain=256-addr%256; //計算目前頁還可以寫下多少資料
if(len<=page_remain) //如果目前寫入的位元組長度小于剩餘的長度
{
page_remain=len;
}
while(1)
{
W25Q64_PageWrite(addr,buff,page_remain);
if(page_remain==len)break; //表明資料已經寫入完畢
buff+=page_remain; //buff向後偏移位址
addr+=page_remain; //起始位址向後偏移
len-=page_remain; //減去已經寫入的位元組數
if(len>256)page_remain=256; //如果大于一頁，每次就直接寫256位元組
else page_remain=len;
}
}
/*
函數功能：指定位置寫入指定個數的資料，考慮擦除問題，完善代碼
函數參數：
u32 addr---寫入資料的起始位址
u8 *buff---寫入的資料
u32 len---長度
說明：擦除的最小機關扇區，4096位元組
*/
static u8 W25Q64_READ_WRITE_CHECK_BUFF[4096];
void W25Q64_WriteByteData(u32 addr,u8 *buff,u32 len)
{
u32 i;
u32 sector_addr; //存放扇區的位址
u32 sector_move; //扇區向後偏移的位址
u32 sector_size; //扇區大小。（剩餘的空間大小）
u8 *p=W25Q64_READ_WRITE_CHECK_BUFF;//存放指針
sector_addr=addr/4096; //傳入的位址是處于第幾個扇區
sector_move=addr%4096; //計算傳入的位址存于目前的扇區的偏移量位置
sector_size=4096-sector_move; //得到目前扇區剩餘的空間
if(len<=sector_size)
{
sector_size=len; //判斷第一種可能性、一次可以寫完
}
while(1)
{
W25Q64_ReadByteData(addr,p,sector_size); //讀取剩餘扇區裡的資料
for(i=0;i<sector_size;i++)
{
if(p[i]!=0xFF)break;
}
if(i!=sector_size) //判斷是否需要擦除
{
W25Q64_ClearSector(sector_addr*4096);
}
W25Q64_WriteByteDataNoCheck(addr,buff,sector_size);
if(sector_size==len)break;
addr+=sector_size; //向後偏移位址
buff+=sector_size ;//向後偏移
len-=sector_size; //減去已經寫入的資料
sector_addr++; //校驗第下個扇區
if(len>4096) //表明還可以寫一個扇區
{
sector_size=4096;//繼續寫一個扇區
}
else
{
sector_size=len; //剩餘的空間可以寫完
}
}
}