• 方案介紹
    • 一、環(huán)境介紹
    • 二、華邦W25Q64介紹(FLASH存儲類型)
    • 三、SPI時序介紹
    • 四、W25Q64的示例代碼
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STM32入門開發(fā): 介紹SPI總線、讀寫W25Q64(FLASH)(硬件+模擬時序)

02/15 08:54
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一、環(huán)境介紹

編程軟件: keil5

操作系統(tǒng): win10

MCU型號: STM32F103ZET6

STM32編程方式: 寄存器開發(fā) (方便程序移植到其他單片機(jī))

SPI總線:??STM32本身支持SPI硬件時序，本文示例代碼里同時采用模擬時序和硬件時序兩種方式讀寫W25Q64。

模擬時序更加方便移植到其他單片機(jī)，更加方便學(xué)習(xí)理解SPI時序，通用性更高，不分MCU；

硬件時序效率更高，每個MCU配置方法不同，依賴MCU硬件本身支持。

存儲器件： 采用華邦W25Q64? flash存儲芯片。

W25Q64這類似的Flash存儲芯片在單片機(jī)里、嵌入式系統(tǒng)里還是比較常見，可以用來存儲圖片數(shù)據(jù)、字庫數(shù)據(jù)、音頻數(shù)據(jù)、保存設(shè)備運行日志文件等。

完整工程代碼下載：https://download.csdn.net/download/xiaolong1126626497/19425042

二、華邦W25Q64介紹(FLASH存儲類型)

2.1 W25Q64芯片功能介紹

W25Q64是為系統(tǒng)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(yōu)越。

W25Q64支持雙倍/四倍的SPI，可以儲存包括聲音、文本、圖片和其他數(shù)據(jù)；芯片支持的工作電壓 2.7V 到 3.6V，正常工作時電流小于5mA，掉電時低于1uA，所有芯片提供標(biāo)準(zhǔn)的封裝。

W25Q64的內(nèi)存空間結(jié)構(gòu):? 一頁256字節(jié)，4K(4096 字節(jié))為一個扇區(qū)，16個扇區(qū)為1塊，容量為8M字節(jié)，共有128個塊，2048 個扇區(qū)。

W25Q64每頁大小由256字節(jié)組成，每頁的256字節(jié)用一次頁編程指令即可完成。

擦除指令分別支持: 16頁（1個扇區(qū)）、128頁、256頁、全片擦除。

W25Q64支持標(biāo)準(zhǔn)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、串行數(shù)據(jù) I/O0(DI)、I/O1(DO)、I/O2(WP)和 I/O3(HOLD)。
SPI 最高支持 80MHz，當(dāng)用快讀雙倍/四倍指令時，相當(dāng)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支持 JEDEC 標(biāo)準(zhǔn)，具有唯一的 64 位識別序列號，方便區(qū)別芯片型號。

?2.2 W25Q64芯片特性詳細(xì)介紹

●SPI串行存儲器系列?? ?
-W25Q64:64M 位/8M 字節(jié)
-W25Q16:16M 位/2M 字節(jié)
-W25Q32:32M 位/4M 字節(jié)
-每 256 字節(jié)可編程頁

●靈活的4KB扇區(qū)結(jié)構(gòu) ?? ?
-統(tǒng)一的扇區(qū)擦除（4K 字節(jié)）
-塊擦除（32K 和 64K 字節(jié)）
-一次編程 256 字節(jié)
-至少 100,000 寫/擦除周期
-數(shù)據(jù)保存 20 年

●標(biāo)準(zhǔn)、雙倍和四倍SPI?
-標(biāo)準(zhǔn) 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

●高級的安全特點?
-軟件和硬件寫保護(hù)
-選擇扇區(qū)和塊保護(hù)
-一次性編程保護(hù)(1)
-每個設(shè)備具有唯一的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(dāng)于160MHz
-四倍SPI相當(dāng)于320MHz
-40MB/S連續(xù)傳輸數(shù)據(jù)
-30MB/S隨機(jī)存?。?2字節(jié)）
-比得上16位并行存儲器

●低功耗、寬溫度范圍?
-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

下面只介紹W25Q64標(biāo)準(zhǔn)SPI接口，因為目前開發(fā)板上的封裝使用的就是標(biāo)準(zhǔn)SPI接口。

引腳編號 引腳名稱 I/O 功能
1 /CS I 片選端輸入
2 DO(IO1) I/O 數(shù)據(jù)輸出（數(shù)據(jù)輸入輸出 1）*1?
3 /WP(IO2) I/O 寫保護(hù)輸入（數(shù)據(jù)輸入輸出 2）*2?
4 GND 地
5 DI(IO0) I/O 數(shù)據(jù)輸入（數(shù)據(jù)輸入輸出 0）*1?
6 CLK I 串行時鐘輸入
7 /HOLD(IO3) I/O 保持端輸入（數(shù)據(jù)輸入輸出 3）*2?
8 VCC 電源

? 2.2.1 SPI片選（/CS）引腳用于使能和禁止芯片操作

CS引腳是W25Q64的片選引腳，用于選中芯片；當(dāng)CS為高電平時，芯片未被選擇，串行數(shù)據(jù)輸出（DO、IO0、IO1、IO2 和 IO3）引腳為高阻態(tài)。未被選擇時，芯片處于待機(jī)狀態(tài)下的低功耗，除非芯片內(nèi)部在擦除、編程。當(dāng)/CS 變成低電平，芯片功耗將增長到正常工作，能夠從芯片讀寫數(shù)據(jù)。上電后， 在接收新的指令前，/CS 必須由高變?yōu)榈碗娖?。上電后?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 串行數(shù)據(jù)輸入、輸出和 IOs（DI、DO 和 IO0、IO1、IO2、IO3）

W25Q64、W25Q16 和 W25Q32 支持標(biāo)準(zhǔn) SPI、雙倍 SPI 和四倍 SPI。

標(biāo)準(zhǔn)的 SPI 傳輸用單向的 DI（輸入）引腳連續(xù)的寫命令、地址或者數(shù)據(jù)在串行時鐘（CLK）的上升沿時寫入到芯片內(nèi)。

標(biāo)準(zhǔn)的SPI 用單向的 DO（輸出）在 CLK 的下降沿從芯片內(nèi)讀出數(shù)據(jù)或狀態(tài)。

2.2.3 寫保護(hù)（/WP）

寫保護(hù)引腳（/WP）用來保護(hù)狀態(tài)寄存器。和狀態(tài)寄存器的塊保護(hù)位（SEC、TB、BP2、BP1 和BP0）和狀態(tài)寄存器保護(hù)位（SRP）對存儲器進(jìn)行一部分或者全部的硬件保護(hù)。/WP 引腳低電平有效。當(dāng)狀態(tài)寄存器 2 的 QE 位被置位了，/WP 引腳（硬件寫保護(hù)）的功能不可用。

2.2.4? 保持端（/HOLD）

當(dāng)/HOLD 引腳是有效時，允許芯片暫停工作。在/CS 為低電平時，當(dāng)/HOLD 變?yōu)榈碗娖剑珼O 引腳將變?yōu)楦咦钁B(tài)，在 DI 和 CLK 引腳上的信號將無效。當(dāng)/HOLD 變?yōu)楦唠娖?，芯片恢?fù)工作。/HOLD 功能用在當(dāng)有多個設(shè)備共享同一 SPI 總線時。/HOLD 引腳低電平有效。當(dāng)狀態(tài)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）。

設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸是從高位開始，數(shù)據(jù)傳輸?shù)母袷綖?8bit,數(shù)據(jù)采樣從第二個時間邊沿開始，空閑狀態(tài)時，時鐘線 clk 為高電平。

2.3 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框架圖

2.4 W25Q64的標(biāo)準(zhǔn)SPI操作流程

W25Q64標(biāo)準(zhǔn)SPI總線接口包含四個信號: 串行時鐘（CLK）、片選端（/CS）、串行數(shù)據(jù)輸入（DI）和串行數(shù)據(jù)輸出（DO）。

DI輸入引腳在CLK的上升沿連續(xù)寫命令、地址或數(shù)據(jù)到芯片內(nèi)。

DO輸出引腳在CLK的下降沿從芯片內(nèi)讀出數(shù)據(jù)或狀態(tài)。

W25Q64分別支持SPI總線工作模式0和工作模式3。模式0和模式3的主要區(qū)別在于常態(tài)時的CLK信號不同；對于模式0來說，當(dāng)SPI主機(jī)已準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)還沒傳輸?shù)酱蠪lash中時，CLK信號常態(tài)為低；

設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸是從高位開始，數(shù)據(jù)傳輸?shù)母袷綖?bit，數(shù)據(jù)采樣從第二個時間邊沿開始，空閑狀態(tài)時，時鐘線clk為高電平。

2.5 部分控制和狀態(tài)寄存器介紹

2.5.1 W25Q64的指令表

指令名稱 字節(jié) 1

（代碼）

 字節(jié) 2 字節(jié) 3 字節(jié) 4 字節(jié) 5 字節(jié) 6
寫使能 06h write_enabled
禁止寫 04h
讀狀態(tài)寄存器 1 05h (S7-S0)（2）
讀狀態(tài)寄存器 2 35h (S15-S8)（2）
寫狀態(tài)寄存器 01h (S7-S0) (S15-S8)
頁編程 02h A23-A16 A15-A8 A7-A0 (D7-D0)
四倍頁編程 32h A23-A16 A15-A8 A7-A0 (D7-D0,…)(3)
塊擦除(64KB) D8h A23-A16 A15-A8 A7-A0
塊擦除(32KB) 52h A23-A16 A15-A8 A7-A0
扇區(qū)擦除(4KB) 20h A23-A16 A15-A8 A7-A0
全片擦除 C7h/60h
暫停擦除 75h
恢復(fù)擦除 7Ah
掉電模式 B9h
高性能模式 A3h

2.5.2 讀狀態(tài)寄存器1

狀態(tài)寄存器1的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下：

狀態(tài)寄存器1的S0位是當(dāng)前W25Q64的忙狀態(tài)；為1的時候表示設(shè)備正在執(zhí)行程序(可能是在擦除芯片)或?qū)憼顟B(tài)寄存器指令，這個時候設(shè)備將忽略傳來的指令， 除了讀狀態(tài)寄存器和擦除暫停指令外，其他寫指令或?qū)憼顟B(tài)指令都無效,? 當(dāng) S0 為 0 狀態(tài)時指示設(shè)備已經(jīng)執(zhí)行完畢，可以進(jìn)行下一步操作。

讀狀態(tài)寄存器1的時序如下：

讀取狀態(tài)寄存器的指令是 8 位的指令。發(fā)送指令之前，先將/CS 拉低，再發(fā)送指令碼“05 h” 或者“35h”。設(shè)備收到讀取狀態(tài)寄存器的指令后，將狀態(tài)信息(高位)依次移位發(fā)送出去，讀出的狀態(tài)信息，最低位為 1 代表忙，最低位為 0 代表可以操作，狀態(tài)信息讀取完畢，將片選線拉高。

讀狀態(tài)寄存器指令可以使用在任何時候，即使程序在擦除的過程中或者寫狀態(tài)寄存器周期正在進(jìn)行中。這可以檢測忙碌狀態(tài)來確定周期是否完成，以確定設(shè)備是否可以接受另一個指令。

2.5.3 讀制造商ID和芯片ID

時序圖如下：

讀取制造商/設(shè)備 ID 指令可以讀取制造商 ID 和特定的設(shè)備 ID。讀取之前，拉低 CS 片選信號，接著發(fā)送指令代碼“90h” ，緊隨其后的是一個 24 位地址(A23-A0)000000h。 設(shè)備收到指令之后，會發(fā)出華邦電子制造商 ID(EFh) 和設(shè)備ID(w25q64 為 16h)。如果 24 位地址設(shè)置為 000001h ，設(shè)備 ID 會先發(fā)出，然后跟著制造商 ID。制造商和設(shè)備ID可以連續(xù)讀取。完成指令后，片選信號/ CS 拉高。

2.5.4 全片擦除（C7h/60h）

全芯片擦除指令，可以將整個芯片的所有內(nèi)存數(shù)據(jù)擦除，恢復(fù)到 0XFF 狀態(tài)。寫入全芯片擦除指令之前必須執(zhí)行設(shè)備寫使能(發(fā)送設(shè)備寫使能指令 0x06)，并判斷狀態(tài)寄存器(狀態(tài)寄存器位最低位必須等于 0 才能操作)。發(fā)送全芯片擦除指令前，先拉低/ CS，接著發(fā)送擦除指令碼”C7h”或者是”60h”， 指令碼發(fā)送完畢后，拉高片選線 CS/,，并判斷狀態(tài)位，等待擦除結(jié)束。全片擦除指令盡量少用，擦除會縮短設(shè)備的壽命。

2.5.5 讀數(shù)據(jù)（03h）

讀取數(shù)據(jù)指令允許按順序讀取一個字節(jié)的內(nèi)存數(shù)據(jù)。當(dāng)片選 CS/拉低之后，緊隨其后是一個 24 位的地址(A23-A0)(需要發(fā)送 3 次，每次 8 個字節(jié)，先發(fā)高位)。芯片收到地址后，將要讀的數(shù)據(jù)按字節(jié)大小轉(zhuǎn)移出去，數(shù)據(jù)是先轉(zhuǎn)移高位，對于單片機(jī)，時鐘下降沿發(fā)送數(shù)據(jù)，上升沿接收數(shù)據(jù)。讀數(shù)據(jù)時，地址會自動增加，允許連續(xù)的讀取數(shù)據(jù)。這意味著讀取整個內(nèi)存的數(shù)據(jù),只要用一個指令就可以讀完。數(shù)據(jù)讀取完成之后，片選信號/ CS 拉高。

讀取數(shù)據(jù)的指令序列,如上圖所示。如果一個讀數(shù)據(jù)指令而發(fā)出的時候，設(shè)備正在擦除扇區(qū),或者(忙= 1)，該讀指令將被忽略,也不會對當(dāng)前周期有什么影響。

三、SPI時序介紹

SPI是串行外設(shè)接口（Serial Peripheral Interface）的縮寫，是一種高速的，全雙工，同步的通信總線，并且在芯片的管腳上只占用四根線，節(jié)約了芯片的管腳，同時為PCB的布局上節(jié)省空間。

SPI是一種高速、高效率的串行接口技術(shù)，一共有4根線。通常由一個主模塊和一個或多個從模塊組成，主模塊選擇一個從模塊進(jìn)行同步通信，從而完成數(shù)據(jù)的交換。SPI是一個環(huán)形結(jié)構(gòu)，通信時需要至少4根線（在單向傳輸時3根線也可以）。分別是MISO（主設(shè)備數(shù)據(jù)輸入）、MOSI（主設(shè)備數(shù)據(jù)輸出）、SCLK（時鐘）、CS（片選）。
（1）MISO– Master Input Slave Output,主設(shè)備數(shù)據(jù)輸入，從設(shè)備數(shù)據(jù)輸出；
（2）MOSI– Master Output Slave Input，主設(shè)備數(shù)據(jù)輸出，從設(shè)備數(shù)據(jù)輸入；
（3）SCLK – Serial Clock，時鐘信號，由主設(shè)備產(chǎn)生；
（4）CS – Chip Select，從設(shè)備使能信號，由主設(shè)備控制。

其中，CS是從芯片是否被主芯片選中的控制信號，也就是說只有片選信號為預(yù)先規(guī)定的使能信號時（高電位或低電位），主芯片對此從芯片的操作才有效。這就使在同一條總線上連接多個SPI設(shè)備成為可能。接下來就負(fù)責(zé)通訊的3根線了。通訊是通過數(shù)據(jù)交換完成的，這里先要知道SPI是串行通訊協(xié)議，也就是說數(shù)據(jù)是一位一位的傳輸?shù)?。這就是SCLK時鐘線存在的原因，由SCLK提供時鐘脈沖，SDI，SDO則基于此脈沖完成數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)輸出通過 SDO線，數(shù)據(jù)在時鐘上升沿或下降沿時改變，在緊接著的下降沿或上升沿被讀取。完成一位數(shù)據(jù)傳輸，輸入也使用同樣原理。因此，至少需要8次時鐘信號的改變（上沿和下沿為一次），才能完成8位數(shù)據(jù)的傳輸。

時鐘信號線SCLK只能由主設(shè)備控制，從設(shè)備不能控制。這樣的傳輸方式有一個優(yōu)點，在數(shù)據(jù)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，因為時鐘線由主設(shè)備控制，當(dāng)沒有時鐘跳變時，從設(shè)備不采集或傳送數(shù)據(jù)。SPI還是一個數(shù)據(jù)交換協(xié)議：因為SPI的數(shù)據(jù)輸入和輸出線獨立，所以允許同時完成數(shù)據(jù)的輸入和輸出。芯片集成的SPI串行同步時鐘極性和相位可以通過寄存器配置，IO模擬的SPI串行同步時鐘需要根據(jù)從設(shè)備支持的時鐘極性和相位來通訊。SPI通信原理比I2C要簡單，IIC有應(yīng)答機(jī)制，可以確保數(shù)據(jù)都全部發(fā)送成。SPI接口沒有指定的流控制，沒有應(yīng)答機(jī)制確認(rèn)是否接收到數(shù)據(jù)，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：

STM32F103參考手冊，SPI章節(jié)介紹的時序圖：

SPI時序比較簡單，CPU如果沒有硬件支持，可以直接寫代碼采用IO口模擬，下面是模擬時序的示例的代碼：

SPI的模式1:
u8 SPI_ReadWriteOneByte(u8 tx_data)
{
	u8 i,rx_data=0;
	SCK=0; //空閑電平(默認(rèn)初始化情況)
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		/*1. 主機(jī)發(fā)送一位數(shù)據(jù)*/
		SCK=0;//告訴從機(jī),主機(jī)將要發(fā)送數(shù)據(jù)
		if(tx_data&0x80)MOSI=1; //發(fā)送數(shù)據(jù)
		else MOSI=0;
		SCK=1; //告訴從機(jī)，主機(jī)數(shù)據(jù)發(fā)送完畢
		tx_data<<=1; //繼續(xù)發(fā)送下一位
		
		/*2. 主機(jī)接收一位數(shù)據(jù)*/
		rx_data<<=1; //默認(rèn)認(rèn)為接收到0
		if(MISO)rx_data|=0x01;
	}
	SCK=0; //恢復(fù)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(默認(rèn)初始化情況)
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		/*1. 主機(jī)發(fā)送一位數(shù)據(jù)*/
		SCK=1;//告訴從機(jī),主機(jī)將要發(fā)送數(shù)據(jù)
		if(tx_data&0x80)MOSI=1; //發(fā)送數(shù)據(jù)
		else MOSI=0;
		SCK=0; //告訴從機(jī)，主機(jī)數(shù)據(jù)發(fā)送完畢
		tx_data<<=1; //繼續(xù)發(fā)送下一位
		
		/*2. 主機(jī)接收一位數(shù)據(jù)*/
		rx_data<<=1; //默認(rèn)認(rèn)為接收到0
		if(MISO)rx_data|=0x01;
	}
	SCK=0; //恢復(fù)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(默認(rèn)初始化情況)
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		/*1. 主機(jī)發(fā)送一位數(shù)據(jù)*/
		SCK=1;//告訴從機(jī),主機(jī)將要發(fā)送數(shù)據(jù)
		if(tx_data&0x80)MOSI=1; //發(fā)送數(shù)據(jù)
		else MOSI=0;
		SCK=0; //告訴從機(jī)，主機(jī)數(shù)據(jù)發(fā)送完畢
		tx_data<<=1; //繼續(xù)發(fā)送下一位
		
		/*2. 主機(jī)接收一位數(shù)據(jù)*/
		rx_data<<=1; //默認(rèn)認(rèn)為接收到0
		if(MISO)rx_data|=0x01;
	}
	SCK=1; //恢復(fù)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(默認(rèn)初始化情況)
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		/*1. 主機(jī)發(fā)送一位數(shù)據(jù)*/
		SCK=0;//告訴從機(jī),主機(jī)將要發(fā)送數(shù)據(jù)
		if(tx_data&0x80)MOSI=1; //發(fā)送數(shù)據(jù)
		else MOSI=0;
		SCK=1; //告訴從機(jī)，主機(jī)數(shù)據(jù)發(fā)送完畢
		tx_data<<=1; //繼續(xù)發(fā)送下一位
		
		/*2. 主機(jī)接收一位數(shù)據(jù)*/
		rx_data<<=1; //默認(rèn)認(rèn)為接收到0
		if(MISO)rx_data|=0x01;
	}
	SCK=1; //恢復(fù)空閑電平
	return rx_data;
}

四、W25Q64的示例代碼

4.1 STM32采用硬件SPI讀寫W25Q64示例代碼

/*
函數(shù)功能：SPI初始化(模擬SPI)
硬件連接：
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位數(shù)據(jù)幀格式進(jìn)行發(fā)送/接收；
	SPI2->CR1|=0<<10; //全雙工(發(fā)送和接收)；
	SPI2->CR1|=1<<9;  //啟用軟件從設(shè)備管理
	SPI2->CR1|=1<<8;  //NSS
	SPI2->CR1|=0<<7;  //幀格式，先發(fā)送高位
	SPI2->CR1|=0x0<<3;//當(dāng)總線頻率為36MHZ時，SPI速度為18MHZ，高速。
	SPI2->CR1|=1<<2;  //配置為主設(shè)備
	SPI2->CR1|=1<<1;  //空閑狀態(tài)時， SCK保持高電平。
	SPI2->CR1|=1<<0;  //數(shù)據(jù)采樣從第二個時鐘邊沿開始。
	SPI2->CR1|=1<<6;  //開啟SPI設(shè)備。
}


/*
函數(shù)功能：SPI讀寫一個字節(jié)
*/
u8 SPI_ReadWriteOneByte(u8 data_tx)
{
    u16 cnt=0;				 
    while((SPI2->SR&1<<1)==0)		 //等待發(fā)送區(qū)空--等待發(fā)送緩沖為空	
    {
      cnt++;
      if(cnt>=65530)return 0; 	  //超時退出  u16=2個字節(jié)
    }	
    SPI2->DR=data_tx;	 	  		      //發(fā)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;	   //超時退出
    }	  						    
    return SPI2->DR;          		//返回收到的數(shù)據(jù)	
}


/*
函數(shù)功能：W25Q64初始化
硬件連接：
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; //未選中芯片
	SPI_Init();   //SPI初始化
}


/*
函數(shù)功能：讀取芯片的ID號
*/
u16 W25Q64_ReadID(void)
{
	u16 id;
	/*1. 拉低片選*/
	W25Q64_CS=0;
	
	/*2. 發(fā)送讀取ID的指令*/
	SPI_ReadWriteOneByte(0x90);
	
	/*3. 發(fā)送24位的地址-0*/
	SPI_ReadWriteOneByte(0);
	SPI_ReadWriteOneByte(0);
	SPI_ReadWriteOneByte(0);
	
	/*4. 讀取芯片的ID*/
	id=SPI_ReadWriteOneByte(0xFF)<<8;
	id|=SPI_ReadWriteOneByte(0xFF);

	/*5. 拉高片選*/
	W25Q64_CS=1;
	return id;
}

/*
函數(shù)功能：檢測W25Q64狀態(tài)
*/
void W25Q64_CheckStat(void)
{
	u8 stat=1;
	while(stat&1<<0)
	{
		W25Q64_CS=0; //選中芯片
		SPI_ReadWriteOneByte(0x05);      //發(fā)送讀狀態(tài)寄存器1指令
		stat=SPI_ReadWriteOneByte(0xFF); //讀取狀態(tài)
		W25Q64_CS=1; //取消選中芯片
	}
}


/*
函數(shù)功能：頁編程
說    明：一頁最多寫256個字節(jié)。 寫數(shù)據(jù)之前，必須保證空間是0xFF
函數(shù)參數(shù)：
u32 addr:頁編程起始地址
u8 *buff:寫入的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)
u16 len :寫入的字節(jié)長度
*/
void W25Q64_PageWrite(u32 addr,u8 *buff,u16 len)
{
	u16 i;
	W25Q64_Enabled();  						//寫使能
	W25Q64_CS=0; //選中芯片
	SPI_ReadWriteOneByte(0x02); //頁編程指令
	SPI_ReadWriteOneByte(addr>>16); //24~16地址
	SPI_ReadWriteOneByte(addr>>8);  //16~8地址
	SPI_ReadWriteOneByte(addr);     //8~0地址

	for(i=0;i<len;i++)
	{
		SPI_ReadWriteOneByte(buff[i]);     //8~0地址	
	}
	W25Q64_CS=1; //取消選中芯片
	W25Q64_CheckStat();  //檢測芯片忙狀態(tài)
}


/*
函數(shù)功能：連續(xù)讀數(shù)據(jù)
函數(shù)參數(shù)：
u32 addr:讀取數(shù)據(jù)的起始地址
u8 *buff:讀取數(shù)據(jù)存放的緩沖區(qū)
u32 len :讀取字節(jié)的長度
*/
void W25Q64_ReadByteData(u32 addr,u8 *buff,u32 len)
{
	u32 i;
	W25Q64_CS=0; //選中芯片
	SPI_ReadWriteOneByte(0x03);     //讀數(shù)據(jù)指令
	SPI_ReadWriteOneByte(addr>>16); //24~16地址
	SPI_ReadWriteOneByte(addr>>8);  //16~8地址
	SPI_ReadWriteOneByte(addr);     //8~0地址
	for(i=0;i<len;i++)buff[i]=SPI_ReadWriteOneByte(0xFF);
	W25Q64_CS=1; //取消選中芯片
}


/*
函數(shù)功能：擦除一個扇區(qū)
函數(shù)參數(shù)：
u32 addr:擦除扇區(qū)的地址范圍
*/
void W25Q64_ClearSector(u32 addr)
{
	W25Q64_Enabled();  						//寫使能
	W25Q64_CS=0; //選中芯片
	SPI_ReadWriteOneByte(0x20);     //扇區(qū)擦除指令
	SPI_ReadWriteOneByte(addr>>16); //24~16地址
	SPI_ReadWriteOneByte(addr>>8);  //16~8地址
	SPI_ReadWriteOneByte(addr);     //8~0地址
	W25Q64_CS=1; 				//取消選中芯片
	W25Q64_CheckStat();  //檢測芯片忙狀態(tài)
}

/*
函數(shù)功能：寫使能
*/
void W25Q64_Enabled(void)
{
	W25Q64_CS=0; //選中芯片
	SPI_ReadWriteOneByte(0x06);     //寫使能
	W25Q64_CS=1; //取消選中芯片
}


/*
函數(shù)功能：指定位置寫入指定個數(shù)的數(shù)據(jù)，不考慮擦除問題
注意事項：W25Q64只能將1寫為，不能將0寫為1。
函數(shù)參數(shù)：
u32 addr---寫入數(shù)據(jù)的起始地址
u8 *buff---寫入的數(shù)據(jù)
u32 len---長度
*/
void W25Q64_WriteByteDataNoCheck(u32 addr,u8 *buff,u32 len)
{
	u32 page_remain=256-addr%256; //計算當(dāng)前頁還可以寫下多少數(shù)據(jù)
	if(len<=page_remain) //如果當(dāng)前寫入的字節(jié)長度小于剩余的長度
	{
		page_remain=len;
	}
	while(1)
	{
		W25Q64_PageWrite(addr,buff,page_remain);
		if(page_remain==len)break; //表明數(shù)據(jù)已經(jīng)寫入完畢
		buff+=page_remain; //buff向后偏移地址
		addr+=page_remain; //起始地址向后偏移
		len-=page_remain;  //減去已經(jīng)寫入的字節(jié)數(shù)
		if(len>256)page_remain=256;  //如果大于一頁，每次就直接寫256字節(jié)
		else page_remain=len;
	}
}


/*
函數(shù)功能：指定位置寫入指定個數(shù)的數(shù)據(jù)，考慮擦除問題，完善代碼
函數(shù)參數(shù)：
u32 addr---寫入數(shù)據(jù)的起始地址
u8 *buff---寫入的數(shù)據(jù)
u32 len---長度
說明：擦除的最小單位扇區(qū)，4096字節(jié)
*/
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(qū)的地址
    u32 sector_move; //扇區(qū)向后偏移的地址
    u32 sector_size; //扇區(qū)大小。（剩余的空間大?。?
    u8 *p=W25Q64_READ_WRITE_CHECK_BUFF;//存放指針
    sector_addr=addr/4096; //傳入的地址是處于第幾個扇區(qū)
    sector_move=addr%4096; //計算傳入的地址存于當(dāng)前的扇區(qū)的偏移量位置
    sector_size=4096-sector_move; //得到當(dāng)前扇區(qū)剩余的空間

    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);	 //讀取剩余扇區(qū)里的數(shù)據(jù)
        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; //向后偏移地址
        buff+=sector_size ;//向后偏移
        len-=sector_size;  //減去已經(jīng)寫入的數(shù)據(jù)
        sector_addr++;     //校驗第下個扇區(qū)
        if(len>4096)       //表明還可以寫一個扇區(qū)
        {
                sector_size=4096;//繼續(xù)寫一個扇區(qū)
        }
        else
        {
                sector_size=len; //剩余的空間可以寫完
        }
    }
}

4.2?STM32采用硬件SPI讀寫W25Q64示例代碼

#include "spi.h"


/*
函數(shù)功能：SPI初始化(模擬SPI)
硬件連接：
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(shù)功能：SPI讀寫一個字節(jié)
*/
u8 SPI_ReadWriteOneByte(u8 data_tx)
{
	u8 data_rx=0; //存放讀取的數(shù)據(jù)
	u8 i;
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		SPI_SCLK=0; //準(zhǔn)備發(fā)送數(shù)據(jù)
		if(data_tx&0x80)SPI_MOSI=1;
		else SPI_MOSI=0;
		data_tx<<=1; //依次發(fā)送最高位
		SPI_SCLK=1;  //表示主機(jī)數(shù)據(jù)發(fā)送完成，表示從機(jī)發(fā)送完畢
		
		data_rx<<=1; //表示默認(rèn)接收的是0
		if(SPI_MISO)data_rx|=0x01;
	}
	return data_rx;
}

#include "W25Q64.h"

/*
函數(shù)功能：W25Q64初始化
硬件連接：
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; //未選中芯片
	SPI_Init();   //SPI初始化
}


/*
函數(shù)功能：讀取芯片的ID號
*/
u16 W25Q64_ReadID(void)
{
	u16 id;
	/*1. 拉低片選*/
	W25Q64_CS=0;

	/*2. 發(fā)送讀取ID的指令*/
	SPI_ReadWriteOneByte(0x90);

	/*3. 發(fā)送24位的地址-0*/
	SPI_ReadWriteOneByte(0);
	SPI_ReadWriteOneByte(0);
	SPI_ReadWriteOneByte(0);

	/*4. 讀取芯片的ID*/
	id=SPI_ReadWriteOneByte(0xFF)<<8;
	id|=SPI_ReadWriteOneByte(0xFF);

	/*5. 拉高片選*/
	W25Q64_CS=1;
	return id;
}

/*
函數(shù)功能：檢測W25Q64狀態(tài)
*/
void W25Q64_CheckStat(void)
{
	u8 stat=1;
	while(stat&1<<0)
	{
		W25Q64_CS=0; //選中芯片
		SPI_ReadWriteOneByte(0x05);      //發(fā)送讀狀態(tài)寄存器1指令
		stat=SPI_ReadWriteOneByte(0xFF); //讀取狀態(tài)
		W25Q64_CS=1; //取消選中芯片
	}
}


/*
函數(shù)功能：頁編程
說    明：一頁最多寫256個字節(jié)。 寫數(shù)據(jù)之前，必須保證空間是0xFF
函數(shù)參數(shù)：
u32 addr:頁編程起始地址
u8 *buff:寫入的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)
u16 len :寫入的字節(jié)長度
*/
void W25Q64_PageWrite(u32 addr,u8 *buff,u16 len)
{
	u16 i;
	W25Q64_Enabled();  						//寫使能
	W25Q64_CS=0; //選中芯片
	SPI_ReadWriteOneByte(0x02); //頁編程指令
	SPI_ReadWriteOneByte(addr>>16); //24~16地址
	SPI_ReadWriteOneByte(addr>>8);  //16~8地址
	SPI_ReadWriteOneByte(addr);     //8~0地址

	for(i=0;i<len;i++)
	{
		SPI_ReadWriteOneByte(buff[i]);     //8~0地址	
	}
	W25Q64_CS=1; //取消選中芯片
	W25Q64_CheckStat();  //檢測芯片忙狀態(tài)
}


/*
函數(shù)功能：連續(xù)讀數(shù)據(jù)
函數(shù)參數(shù)：
u32 addr:讀取數(shù)據(jù)的起始地址
u8 *buff:讀取數(shù)據(jù)存放的緩沖區(qū)
u32 len :讀取字節(jié)的長度
*/
void W25Q64_ReadByteData(u32 addr,u8 *buff,u32 len)
{
	u32 i;
	W25Q64_CS=0; //選中芯片
	SPI_ReadWriteOneByte(0x03);     //讀數(shù)據(jù)指令
	SPI_ReadWriteOneByte(addr>>16); //24~16地址
	SPI_ReadWriteOneByte(addr>>8);  //16~8地址
	SPI_ReadWriteOneByte(addr);     //8~0地址
	for(i=0;i<len;i++)buff[i]=SPI_ReadWriteOneByte(0xFF);
	W25Q64_CS=1; //取消選中芯片
}


/*
函數(shù)功能：擦除一個扇區(qū)
函數(shù)參數(shù)：
				u32 addr:擦除扇區(qū)的地址范圍
*/
void W25Q64_ClearSector(u32 addr)
{
	W25Q64_Enabled();  						//寫使能
	W25Q64_CS=0; //選中芯片
	SPI_ReadWriteOneByte(0x20);     //扇區(qū)擦除指令
	SPI_ReadWriteOneByte(addr>>16); //24~16地址
	SPI_ReadWriteOneByte(addr>>8);  //16~8地址
	SPI_ReadWriteOneByte(addr);     //8~0地址
	W25Q64_CS=1; 				//取消選中芯片
	W25Q64_CheckStat();  //檢測芯片忙狀態(tài)
}

/*
函數(shù)功能：寫使能
*/
void W25Q64_Enabled(void)
{
	W25Q64_CS=0; //選中芯片
	SPI_ReadWriteOneByte(0x06);     //寫使能
	W25Q64_CS=1; //取消選中芯片
}


/*
函數(shù)功能：指定位置寫入指定個數(shù)的數(shù)據(jù)，不考慮擦除問題
注意事項：W25Q64只能將1寫為，不能將0寫為1。
函數(shù)參數(shù)：
u32 addr---寫入數(shù)據(jù)的起始地址
u8 *buff---寫入的數(shù)據(jù)
u32 len---長度
*/
void W25Q64_WriteByteDataNoCheck(u32 addr,u8 *buff,u32 len)
{
	u32 page_remain=256-addr%256; //計算當(dāng)前頁還可以寫下多少數(shù)據(jù)
	if(len<=page_remain) //如果當(dāng)前寫入的字節(jié)長度小于剩余的長度
	{
		page_remain=len;
	}
	while(1)
	{
		W25Q64_PageWrite(addr,buff,page_remain);
		if(page_remain==len)break; //表明數(shù)據(jù)已經(jīng)寫入完畢
		buff+=page_remain; //buff向后偏移地址
		addr+=page_remain; //起始地址向后偏移
		len-=page_remain;  //減去已經(jīng)寫入的字節(jié)數(shù)
		if(len>256)page_remain=256;  //如果大于一頁，每次就直接寫256字節(jié)
		else page_remain=len;
	}
}


/*
函數(shù)功能：指定位置寫入指定個數(shù)的數(shù)據(jù)，考慮擦除問題，完善代碼
函數(shù)參數(shù)：
u32 addr---寫入數(shù)據(jù)的起始地址
u8 *buff---寫入的數(shù)據(jù)
u32 len---長度
說明：擦除的最小單位扇區(qū)，4096字節(jié)
*/
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(qū)的地址
	u32 sector_move; //扇區(qū)向后偏移的地址
	u32 sector_size; //扇區(qū)大小。（剩余的空間大?。?
	u8 *p=W25Q64_READ_WRITE_CHECK_BUFF;//存放指針
	sector_addr=addr/4096; //傳入的地址是處于第幾個扇區(qū)
	sector_move=addr%4096; //計算傳入的地址存于當(dāng)前的扇區(qū)的偏移量位置
	sector_size=4096-sector_move; //得到當(dāng)前扇區(qū)剩余的空間

	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);	 //讀取剩余扇區(qū)里的數(shù)據(jù)
		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; //向后偏移地址
		buff+=sector_size ;//向后偏移
		len-=sector_size;  //減去已經(jīng)寫入的數(shù)據(jù)
		sector_addr++;     //校驗第下個扇區(qū)
		if(len>4096)       //表明還可以寫一個扇區(qū)
		{
			sector_size=4096;//繼續(xù)寫一個扇區(qū)
		}
		else
		{
			sector_size=len; //剩余的空間可以寫完
		}
	}
}
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