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SPI的启辰W25Q64相关知识点汇总，错过绝对后悔

SPI的启辰W25Q64相关知识点汇总，错过绝对后悔

回帖（1）

李斌

2021-12-20 11:39:46
SPI是4根线，依次介绍：



  • CS它是片选，也就是是否Pick这个设备。一般在STM32也标识为NSS。
  • CLK这个是时钟，因为SPI是同步的全双工。
  • MISO  交换数据.
  • MOSI 交换数据.


片选信号就是用于选定某一芯片的信号。
对于有片选口的芯片，如果不给片选信号他就不会起作用的。
一般的片选信号都是低电平有效，具体查一下芯片资料。
片选一般标为CS，如上面有横杠的就是低有效。



举例1：


//W25QXX写使能       
//将WEL置位   
void W25QXX_Write_Enable(void)   
{
        W25QXX_CS=0;                                  //使能器件   
        SPI2_ReadWriteByte(W25X_WriteEnable);         //发送写使能  
        W25QXX_CS=1;                                   //取消片选                  
}
举例2：


//初始化SPI FLASH的IO口
void W25QXX_Init(void)
{       
        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
        RCC_APB2PeriphClockCmd(        RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE );//PORTB时钟使能

        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;  // PB12 推挽 ----------------这里的片选线独立的，不苛求是PB12,G1也可以的
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;  //推挽输出
        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
        GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
        GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_12);

        W25QXX_CS=1;                        //SPI FLASH不选中
        SPI2_Init();                           //初始化SPI-------------------------------这里是3根线 真正的worker
        SPI2_SetSpeed(SPI_BaudRatePrescaler_2);//设置为18M时钟,高速模式
        W25QXX_TYPE=W25QXX_ReadID();//读取FLASH ID.  

}
W25QXX_CS=1;                        //SPI FLASH不选中
        SPI2_Init();                           //初始化SPI-------------------------------这里是3根线 真正的worker
        SPI2_SetSpeed(SPI_BaudRatePrescaler_2);//设置为18M时钟,高速模式
        W25QXX_TYPE=W25QXX_ReadID();//读取FLASH ID.  


}
#define        W25QXX_CS                 PBout(12)                  //W25QXX的片选信号
#define PBout(n)   BIT_ADDR(GPIOB_ODR_Addr,n)  //输出
#define PBin(n)    BIT_ADDR(GPIOB_IDR_Addr,n)  //输入


也就是说：W25QXX_CS=1; 就是GPIOB的12脚设置成1高电平。如此片选，不选中。










在建立工程的时候CS其实没有在SPI里面，只用到时钟和2个IO






//SPI口初始化//这里针是对SPI2的初始化

void SPI2_Init(void)
{
        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
        SPI_InitTypeDef  SPI_InitStructure;

        RCC_APB2PeriphClockCmd(        RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE );//PORTB时钟使能
        RCC_APB1PeriphClockCmd(        RCC_APB1Periph_SPI2,  ENABLE );//SPI2时钟使能        

        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_14 | GPIO_Pin_15;
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  //PB13/14/15复用推挽输出
        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
        GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOB

        GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_13|GPIO_Pin_14|GPIO_Pin_15);  //PB13/14/15上拉

        SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;  //设置SPI单向或者双向的数据模式:SPI设置为双线双向全双工
        SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;                //设置SPI工作模式:设置为主SPI
        SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;                //设置SPI的数据大小:SPI发送接收8位帧结构
        SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High;                //串行同步时钟的空闲状态为高电平
        SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;        //串行同步时钟的第二个跳变沿（上升或下降）数据被采样
        SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;                //NSS信号由硬件（NSS管脚）还是软件（使用SSI位）管理:内部NSS信号有SSI位控制
        SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_256;                //定义波特率预分频的值:波特率预分频值为256
        SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;        //指定数据传输从MSB位还是LSB位开始:数据传输从MSB位开始
        SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;        //CRC值计算的多项式
        SPI_Init(SPI2, &SPI_InitStructure);  //根据SPI_InitStruct中指定的参数初始化外设SPIx寄存器

        SPI_Cmd(SPI2, ENABLE); //使能SPI外设
       
        SPI2_ReadWriteByte(0xff);//启动传输                 

}

这样就把SPI2初始化好了，感受不到时钟和MISO MOSI的detail。

W25Q系列的spiflash。每页256B，每16个page为一个sector(扇区)，每16个扇区为一个block(块)，
即每页256B也就是1/4 KB，每个sector 4KB，每个block 64KB。










参考：http://blog.sina.com.cn/s/blog_49677f890102w531.html




STM32内部是2K  这里的page其实是sector
SPI flash W25Qxx的操作
W25Q64 将 8M 的容量分为 128 个块（Block），每个块大小为 64K 字节，每个块又分为 16
个扇区（Sector），每个扇区 4K 个字节。W25Q64 的最少擦除单位为一个扇区，也就是每次必
须擦除 4K 个字节。
在往某个地址写之前必须确保这个地址上的值是0xFF，否则说明这个地址以前被写过数据，还没有被擦除。W25Q64擦除的最小单位是Sector也就是4k个字节，也就是说如果要想往某个地址写一个值，如果这个地址上的值不是0xFF，那么就要把整个扇区都擦除，然后在写。
给W25Q64开辟一个4k的缓存，比如定义一个4k的数组，然后在写数据之前先判断如果这个地址上的数据不是0xFF，就先把这个地址所在的Sector里的数据全部保存在4k缓存中，再擦除这个扇区，再把缓存中对应的地址上的数据更新，再把这个4k缓存区的所有数据一次性的写入到这个Sector中。



完整代码：
最底层SPI模块（硬件SPI）
#ifndef __SPI_H
#define __SPI_H
#include "sys.h"
#include "stm32f10x_spi.h"
                                                                                                                                                        
void SPI2_Init(void);                         //初始化SPI口
void SPI2_SetSpeed(u8 SpeedSet); //设置SPI速度   
u8 SPI2_ReadWriteByte(u8 TxData);//SPI总线读写一个字节
                 
#endif

上面的是基础 作用是只给下面我的模块使用。应用层都是走我这个模板不接触spi模块，也就是包含我固件的头文件。

#include "w25qxx.h"
#include "spi.h"



u16 W25QXX_TYPE=W25Q128;        //默认是W25Q128

                                                                                                         
//初始化SPI FLASH的IO口
void W25QXX_Init(void)
{       
        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
        RCC_APB2PeriphClockCmd(        RCC_APB2Periph_GPIOG, ENABLE );//PORTB时钟使能 -------可以B12 也可以其他的 来做片选

        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = CS_GPIOPIN;  
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;  //推挽输出
        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
        GPIO_Init(CS_GPIO, &GPIO_InitStructure);
//        GPIO_SetBits(CS_GPIO,CS_GPIOPIN);//拉高电平，此风格代码已经被下面的句子代替！
        W25QXX_CS=1;                                //SPI FLASH不选中
        SPI2_Init();                           //初始化SPI
        SPI2_SetSpeed(SPI_BaudRatePrescaler_2);//设置为18M时钟,高速模式
        W25QXX_TYPE=W25QXX_ReadID();//读取FLASH ID.  默认是W25Q128 此时修改成W25Q64

}  

//读取W25QXX的状态寄存器
//BIT7  6   5   4   3   2   1   0
//SPR   RV  TB BP2 BP1 BP0 WEL BUSY
//SPR:默认0,状态寄存器保护位,配合WP使用
//TB,BP2,BP1,BP0:FLASH区域写保护设置
//WEL:写使能锁定
//BUSY:忙标记位(1,忙;0,空闲)
//默认:0x00
u8 W25QXX_ReadSR(void)   
{  
        u8 byte=0;   
        W25QXX_CS=0;                            //使能器件   
        SPI2_ReadWriteByte(W25X_ReadStatusReg); //发送读取状态寄存器命令   
        byte=SPI2_ReadWriteByte(0Xff);          //读取一个字节  
        W25QXX_CS=1;                            //取消片选     
        return byte;   
}
//写W25QXX状态寄存器
//只有SPR,TB,BP2,BP1,BP0(bit 7,5,4,3,2)可以写!!!
void W25QXX_Write_SR(u8 sr)   
{   
        W25QXX_CS=0;                            //使能器件   
        SPI2_ReadWriteByte(W25X_WriteStatusReg);//发送写取状态寄存器命令   
        SPI2_ReadWriteByte(sr);                       //写入一个字节  
        W25QXX_CS=1;                            //取消片选                  
}   
//W25QXX写使能       
//将WEL置位   
void W25QXX_Write_Enable(void)   
{
        W25QXX_CS=0;                                  //使能器件   
  SPI2_ReadWriteByte(W25X_WriteEnable);         //发送写使能  
        W25QXX_CS=1;                                   //取消片选                  
}
//W25QXX写禁止       
//将WEL清零  
void W25QXX_Write_Disable(void)   
{  
        W25QXX_CS=0;                            //使能器件   
  SPI2_ReadWriteByte(W25X_WriteDisable);  //发送写禁止指令   
        W25QXX_CS=1;                            //取消片选                  
}                
//读取芯片ID
//返回值如下:                                  
//0XEF13,表示芯片型号为W25Q80  
//0XEF14,表示芯片型号为W25Q16   
//0XEF15,表示芯片型号为W25Q32  
//0XEF16,表示芯片型号为W25Q64
//0XEF17,表示芯片型号为W25Q128           
u16 W25QXX_ReadID(void)
{
        u16 Temp = 0;          
        W25QXX_CS=0;                                    
        SPI2_ReadWriteByte(0x90);//发送读取ID命令            
        SPI2_ReadWriteByte(0x00);             
        SPI2_ReadWriteByte(0x00);             
        SPI2_ReadWriteByte(0x00);                                    
        Temp|=SPI2_ReadWriteByte(0xFF)<<8;  
        Temp|=SPI2_ReadWriteByte(0xFF);         
        W25QXX_CS=1;                                    
        return Temp;
}                       
//读取SPI FLASH  
//在指定地址开始读取指定长度的数据
//pBuffer:数据存储区
//ReadAddr:开始读取的地址(24bit)
//NumByteToRead:要读取的字节数(最大65535)
void W25QXX_Read(u8* pBuffer,u32 ReadAddr,u16 NumByteToRead)   
{
        u16 i;                                                                                       
        W25QXX_CS=0;                                    //使能器件   
    SPI2_ReadWriteByte(W25X_ReadData);                 //发送读取命令   
    SPI2_ReadWriteByte((u8)((ReadAddr)>>16));          //发送24bit地址   
    SPI2_ReadWriteByte((u8)((ReadAddr)>>8));   
    SPI2_ReadWriteByte((u8)ReadAddr);   
    for(i=0;i         {
        pBuffer=SPI2_ReadWriteByte(0XFF);           //循环读数  
    }
        W25QXX_CS=1;                                                   
}  
//SPI在一页(0~65535)内写入少于256个字节的数据
//在指定地址开始写入最大256字节的数据
//pBuffer:数据存储区
//WriteAddr:开始写入的地址(24bit)
//NumByteToWrite:要写入的字节数(最大256),该数不应该超过该页的剩余字节数!!!         
void W25QXX_Write_Page(u8* pBuffer,u32 WriteAddr,u16 NumByteToWrite)
{
        u16 i;  
  W25QXX_Write_Enable();                          //SET WEL
        W25QXX_CS=0;                                    //使能器件   
        SPI2_ReadWriteByte(W25X_PageProgram);              //发送写页命令   
        SPI2_ReadWriteByte((u8)((WriteAddr)>>16));         //发送24bit地址   
        SPI2_ReadWriteByte((u8)((WriteAddr)>>8));   
        SPI2_ReadWriteByte((u8)WriteAddr);   
        for(i=0;i                 SPI2_ReadWriteByte(pBuffer);//循环写数  
        W25QXX_CS=1;                                    //取消片选
        W25QXX_Wait_Busy();                                                           //等待写入结束
}
//无检验写SPI FLASH
//必须确保所写的地址范围内的数据全部为0XFF,否则在非0XFF处写入的数据将失败!
//具有自动换页功能
//在指定地址开始写入指定长度的数据,但是要确保地址不越界!
//pBuffer:数据存储区
//WriteAddr:开始写入的地址(24bit)
//NumByteToWrite:要写入的字节数(最大65535)
//CHECK OK
void W25QXX_Write_NoCheck(u8* pBuffer,u32 WriteAddr,u16 NumByteToWrite)   
{                                           
        u16 pageremain;          
        pageremain=256-WriteAddr%256; //单页剩余的字节数                             
        if(NumByteToWrite<=pageremain)pageremain=NumByteToWrite;//不大于256个字节
        while(1)
        {          
                W25QXX_Write_Page(pBuffer,WriteAddr,pageremain);
                if(NumByteToWrite==pageremain)break;//写入结束了
                 else //NumByteToWrite>pageremain
                {
                        pBuffer+=pageremain;
                        WriteAddr+=pageremain;       

                        NumByteToWrite-=pageremain;                          //减去已经写入了的字节数
                        if(NumByteToWrite>256)pageremain=256; //一次可以写入256个字节
                        else pageremain=NumByteToWrite;           //不够256个字节了
                }
        };            
}
//写SPI FLASH  
//在指定地址开始写入指定长度的数据
//该函数带擦除操作!
//pBuffer:数据存储区
//WriteAddr:开始写入的地址(24bit)                                               
//NumByteToWrite:要写入的字节数(最大65535)   
u8 W25QXX_BUFFER[4096];                 
void W25QXX_Write(u8* pBuffer,u32 WriteAddr,u16 NumByteToWrite)   
{
        u32 secpos;
        u16 secoff;
        u16 secremain;          
        u16 i;   
        u8 * W25QXX_BUF;          
  W25QXX_BUF=W25QXX_BUFFER;             
        secpos=WriteAddr/4096;//扇区地址  
        secoff=WriteAddr%4096;//在扇区内的偏移
        secremain=4096-secoff;//扇区剩余空间大小   
        //printf("ad:%X,nb:%Xrn",WriteAddr,NumByteToWrite);//测试用
        if(NumByteToWrite<=secremain)
                secremain=NumByteToWrite;//不大于4096个字节
        while(1)
        {       
                W25QXX_Read(W25QXX_BUF,secpos*4096,4096);//读出整个扇区的内容
                for(i=0;i                 {
                        if(W25QXX_BUF[secoff+i]!=0XFF)
                                break;//需要擦除            
                }
                if(i                 {
                        W25QXX_Erase_Sector(secpos);                //擦除这个扇区
                        for(i=0;i                         {
                                W25QXX_BUF[i+secoff]=pBuffer;          
                        }
                        W25QXX_Write_NoCheck(W25QXX_BUF,secpos*4096,4096);//写入整个扇区  

                }
                else
                        W25QXX_Write_NoCheck(pBuffer,WriteAddr,secremain);//写已经擦除了的,直接写入扇区剩余区间.                                   
                if(NumByteToWrite==secremain)
                        break;//写入结束了
                else//写入未结束
                {
                        secpos++;//扇区地址增1
                        secoff=0;//偏移位置为0          

                  pBuffer+=secremain;                                  //指针偏移
                        WriteAddr+=secremain;                                //写地址偏移          
                  NumByteToWrite-=secremain;                        //字节数递减
                        if(NumByteToWrite>4096)
                                secremain=4096;//下一个扇区还是写不完
                        else
                                secremain=NumByteToWrite;                //下一个扇区可以写完了
                }         
        };         
}
//擦除整个芯片                  
//等待时间超长...
void W25QXX_Erase_Chip(void)   
{                                   
    W25QXX_Write_Enable();                                  //SET WEL
    W25QXX_Wait_Busy();   
          W25QXX_CS=0;                                    //使能器件   
    SPI2_ReadWriteByte(W25X_ChipErase);                //发送片擦除命令  
        W25QXX_CS=1;                                    //取消片选                  
        W25QXX_Wait_Busy();                                                      //等待芯片擦除结束
}   
//擦除一个扇区
//Dst_Addr:扇区地址 根据实际容量设置
//擦除一个山区的最少时间:150ms
void W25QXX_Erase_Sector(u32 Dst_Addr)   
{  
        //监视falsh擦除情况,测试用   
        printf("fe:%xrn",Dst_Addr);          
        Dst_Addr*=4096;
    W25QXX_Write_Enable();                          //SET WEL          
    W25QXX_Wait_Busy();   
          W25QXX_CS=0;                                    //使能器件   
    SPI2_ReadWriteByte(W25X_SectorErase);              //发送扇区擦除指令
    SPI2_ReadWriteByte((u8)((Dst_Addr)>>16));          //发送24bit地址   
    SPI2_ReadWriteByte((u8)((Dst_Addr)>>8));   
    SPI2_ReadWriteByte((u8)Dst_Addr);  
        W25QXX_CS=1;                                    //取消片选                  
    W25QXX_Wait_Busy();                                                      //等待擦除完成
}  
//等待空闲
void W25QXX_Wait_Busy(void)   
{   
        while((W25QXX_ReadSR()&0x01)==0x01);                  // 等待BUSY位清空
}  
//进入掉电模式
void W25QXX_PowerDown(void)   
{
          W25QXX_CS=0;                                            //使能器件   
    SPI2_ReadWriteByte(W25X_PowerDown);        //发送掉电命令  
        W25QXX_CS=1;                                    //取消片选                  
   // delay_us(3);                               //等待TPD  
}   
//唤醒
void W25QXX_WAKEUP(void)   
{  
          W25QXX_CS=0;                                    //使能器件   
    SPI2_ReadWriteByte(W25X_ReleasePowerDown);        //  send W25X_PowerDown command 0xAB   
        W25QXX_CS=1;                                    //取消片选                  
  //  delay_us(3);                                    //等待TRES1
}   

#ifndef __W25QXX_H_
#define __W25QXX_H_                            
#include "sys.h"
//移植修改部分
#define CS_GPIO       GPIOG
#define CS_GPIOPIN    GPIO_Pin_1
#define        W25QXX_CS                 PGout(1)                  //W25QXX的片选信号

#define W25_Sector0         0X00
#define W25_Sector1         1024*4*1
#define W25_Sector2         1024*4*2
#define W25_Sector3         1024*4*3
#define W25_Sector4         1024*4*4

//W25X系列/Q系列芯片列表          
//W25Q80  ID  0XEF13
//W25Q16  ID  0XEF14
//W25Q32  ID  0XEF15
//W25Q64  ID  0XEF16       
//W25Q128 ID  0XEF17       
#define W25Q80         0XEF13        
#define W25Q16         0XEF14
#define W25Q32         0XEF15
#define W25Q64         0XEF16
#define W25Q128        0XEF17

extern u16 W25QXX_TYPE;                                        //定义W25QXX芯片型号                  


                                 


//指令表
#define W25X_WriteEnable                0x06
#define W25X_WriteDisable                0x04
#define W25X_ReadStatusReg                0x05
#define W25X_WriteStatusReg                0x01
#define W25X_ReadData                        0x03
#define W25X_FastReadData                0x0B
#define W25X_FastReadDual                0x3B
#define W25X_PageProgram                0x02
#define W25X_BlockErase                        0xD8
#define W25X_SectorErase                0x20
#define W25X_ChipErase                        0xC7
#define W25X_PowerDown                        0xB9
#define W25X_ReleasePowerDown        0xAB
#define W25X_DeviceID                        0xAB
#define W25X_ManufactDeviceID        0x90
#define W25X_JedecDeviceID                0x9F

void W25QXX_Init(void);
u16  W25QXX_ReadID(void);                              //读取FLASH ID
u8         W25QXX_ReadSR(void);                        //读取状态寄存器
void W25QXX_Write_SR(u8 sr);                          //写状态寄存器
void W25QXX_Write_Enable(void);                  //写使能
void W25QXX_Write_Disable(void);                //写保护
void W25QXX_Write_NoCheck(u8* pBuffer,u32 WriteAddr,u16 NumByteToWrite);
void W25QXX_Read(u8* pBuffer,u32 ReadAddr,u16 NumByteToRead);   //读取flash
void W25QXX_Write(u8* pBuffer,u32 WriteAddr,u16 NumByteToWrite);//写入flash
void W25QXX_Erase_Chip(void);                      //整片擦除
void W25QXX_Erase_Sector(u32 Dst_Addr);        //扇区擦除
void W25QXX_Wait_Busy(void);                   //等待空闲
void W25QXX_PowerDown(void);                //进入掉电模式
void W25QXX_WAKEUP(void);                                //唤醒
#endif
最后是测试代码：
u8 TEXT_Buffer[100]={"this is my fist spi program!cachen"};
u8 Back_Buffer[100]={0};

void Initialise(void)
{
        W25QXX_Init();
        W25QXX_Erase_Sector(W25_Sector0);
        W25QXX_Write(TEXT_Buffer,W25_Sector1,100);       
        W25QXX_Read(Back_Buffer,W25_Sector1,100);
}
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