26. SPI实验W25Qxx讲解

W25Q64 是华邦公司推出的大容量SPI  FLASH 产品，W25Q64 的容量为 64Mb，W25Q128的容量为128Mb。

W25Q64 的擦写周期多达 10W 次，具有 20 年的数据保存期限，支持电压为 2.7~3.6V。

一。 程序配置过程

二。 硬件连接

三。SPI底层函数讲解

首先是初始化函数

//以下是SPI模块的初始化代码，配置成主机模式，访问SD Card/W25Q64/NRF24L01

//SPI口初始化

//这里针是对SPI2的初始化

//MISO根据手册要设置成上拉输入或浮空输入，根据经验设置成推挽复用也可以，所以这里全部设置成推挽复用功能。

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  

}   

SPI2的时钟由APB2经过预分频产生，这里分频系数设置成256。

//SPIx 读写一个字节

//TxData:要写入的字节

//返回值:读取到的字节

u8 SPI2_ReadWriteByte(u8 TxData)

{

u8 retry=0;

while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI2, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET) //检查指定的SPI标志位设置与否:发送缓存空标志位

{

retry++;

if(retry>200)return 0;

}  

SPI_I2S_SendData(SPI2, TxData); //通过外设SPIx发送一个数据

retry=0;

while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI2, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET) //检查指定的SPI标志位设置与否:接受缓存非空标志位

{

retry++;

if(retry>200)return 0;

}      

return SPI_I2S_ReceiveData(SPI2); //返回通过SPIx最近接收的数据    

}

四。SPI flash W25Qxx的操作

1. //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 

  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

SPI2_SetSpeed(SPI_BaudRatePrescaler_2);//设置为18M时钟,高速模式

W25QXX_TYPE=W25QXX_ReadID();//读取FLASH ID.  

}  

2. //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:%x\r\n",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

}  

3. //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[i]=SPI2_ReadWriteByte(0XFF);   //循环读数  

    }

W25QXX_CS=1;            

}  

4. //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

W25QXX_CS=1;                             //取消片选 

W25QXX_Wait_Busy();   //等待写入结束

} 

5. //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%6; //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

}

};    

} 

6. 写SPI FLASH 

//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@96;//在扇区内的偏移

secremain=4096-secoff;//扇区剩余空间大小   

  if(NumByteToWrite<=secremain)secremain=NumByteToWrite;//不大于4096个字节，没有跨扇区

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   //复制

{

W25QXX_BUF[i+secoff]=pBuffer[i];  

}

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

}  

};  

}

//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;  //芯片ID为16位，所以要读2次

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)，地址为24bit

//NumByteToRead:要读取的字节数(最大65535) 最多读65535个字节

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[i]=SPI2_ReadWriteByte(0XFF);   //循环读数  

    }

W25QXX_CS=1;            

}  

       W25Q64：一共是8M字节=8*1024*1024=8388608(Byte)，分为128块(64K)，每一块有分为16个扇区(4K)，所以扇区的个数是：128*16=2048(个)，那么上面函数的参数Dst_Addr的范围就是0-2047，假如要擦除第1000个的扇区，那么这个扇区的字节起始就是1000*4096=4096000，因此把4096000先发送最高8位，次高8位，再到最低8位，然后W25Q64就从4096000开始往下擦除4K大小的数据空间，计算地址的时候是使用字节来计算的。

//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:%x\r\n",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

}