STM32驱动W24Q16

简介：W24Q16是FLASH存储芯片，容量为16Mbit。注意是16Mbit，其实就是2M-byte。W24Q16采用的是spi总线。但是这个spi总线有三种方式。

首先列下该芯片的管脚图:

第一种是标准spi（Standard）。即传统的四根线，CS片选信号，clk时钟信号，DI数据输入信号，DO数据输出信号。这个时候，WP和HOLD有自己的功能。

第二种是双SPI模式（Dual SPI）。这个时候还是用到4根线，CS片选信号，clk时钟信号，不过这里的DI和DO变成双向的IO线了，即用到了IO1和IO2。这个时候，WP和HOLD还是有自己的功能。

第三种是正交SPI模式（Quad SPI，这里暂且这么翻译）。这个时候会用到6根线，即所有信号线都使用了。CS片选信号，clk时钟信号，这个还是一样，不过变化的是，数据线用到了4个，IO0-IO3。所以这个时候,WP和HOLD本身的功能就没有了。

看看这三种模式的传输有什么区别。

其实三个都是用的SPI协议，即首先要CS片选有效，然后在clk的时钟下，发送数据和接收数据，不同的只是信号线的使用。

看看时序图，以读数据为例

第一种

第二种

第三种：

从时序图，就可以看出区别了吧。

在读数据的时候，发命令和发地址都是一样的，都是DI这个管脚接收。但是在读数据的时候，就不一样了。

对于第一种，只有DO一个管脚输出，所以需要8个时钟周期输出一个字节的值。

对于第二种，有两个管脚输出，所以只需要4个时钟周期就输出一个字节的值，

对于第三种，就更快了，有4个管脚，所以只需要两个时钟周期就输出一个字节的值。

所以，看出，其实就是读取数据的快慢而已，同样的时间下，第三种读取最快。但是用的管脚多，第一种最慢，但是用的管脚少。至于命令，地址，这些都是一样的。

写数据也是差不多的。

看看芯片的内存地址是怎么排布的。

在芯片中，最大的单位是块，然后是扇区，最后是页。

看图：

这图就说明很清楚了，

一个块64KB，包括16个扇区，因为一个扇区4KB大。一个扇区又包括16页。因为一个页256字节大。

为什么要定义这么复杂的结构，那是为了以后的操作使用。这个说道指令的时候就知道了。

然后就是芯片的内部寄存器。芯片有两个内部寄存器，这两个内部寄存器记录了一些信息。

第一个寄存器，

第0位：记录了芯片是否忙状态。因为在写入数据和擦除数据的时候，是需要时间的。你不能在上一个数据还没有写成功之前，又马上写入下一个数据。所以这个位就指示了，现在是否在写状态，如果为1的话，说明，现在还在写，所以在这个时候就不能写入数据。为0的话，说明现在芯片空闲，可以写入数据了。

第1位：指示是否可写。该芯片是有保护数据功能的，即写数据不能你想写就能写。你必须要这位为1，指示芯片可写，然后才能写入数据。否则芯片是不响应你写数据的命令的。所以在写入数据和擦除数据之前，需要把这位给置1.另外还要注意的是：每当写完数据或者擦除数据后，该位会自动为0.即变成不可写。所以在每次写之前都要将这位置1.而不能就初始化的时候置1就行了。否则会发现，只写了一次数据，后面在写数据就不行了。

第7-2位和寄存器2的第0位：这几位是指示保护的。上面的写保护，是保护数据不能随意更改，必须要写保护取消。而这几位，是指示在写数据的工程，那么位置是数据是要保护的，不允许更改的。因为有时候，需要某一部分的数据需要保持不变，写数据或者擦除的时候忽略这一部分。这个就干这个功能的。具体看看数据手册就知道了，很简单的。

第二个寄存器

第1位：这个事用来指示现在的操作是否是第三种SPI模式。1的话，是第三种SPI模式，否则不是。

这里为什么只有指示第三种模式，而没有指示第二种模式了，因为第二种模式其实是在第一种模式的变形，所以是通过不同的命令来实现的。

下面就是重要的命令了。

我们知道，对于SPI协议来说，第一个数据，肯定是命令，表示你要对芯片进行什么操作。所以一切的操作都是基于命令的。

这个芯片的命令特别多：

首先是读器件的一些信息的命令。

通过上面这些命令，可以读出器件的一些信息，后面也说明了，读出来的信息为什么。

下面才是重点了

看上面的，命令是不是特别多。

第一个命令：写使能，这个就是之前说的，将内部寄存器位1的值给置1，使能写数据或者擦除数据。

第二个命令，写取消。这个看名字就知道了，将内部寄存器位1的值给置0，禁止写数据和擦除数据。

第三个命令：读状态寄存器1的值。刚刚说了，内部有两个状态寄存器，这里是读取第一个。发完命令后读取的第一个字节值就是了。

第四个命令：读状态寄存器1的值。这里是读取第二个。发完命令后读取的第一个字节值就是了。

第五个命令：写状态寄存器。这里就是写那两个状态寄存器的值。配置芯片的工作模式。发完命令后在发送的写入的值就是了。不过注意寄存器的顺序。

第六个命令：页写入。FLASH和一般的存储芯片不一样，是不能随意写的，是要按页写的，即从页的首地址开始写。不能从其他位置写。写入的数据最多是256字节。超过256字节，就把超过的数据从页的首地址从新开始写。而且，在写数据之前，是要将写数据的地方给擦除的。即只有擦除过的地方，写的数据才正确，没有擦除过的地方，写的数据就不正确。因为页地址是256字节。所以这里的命令后面跟着的3个字节的地址，对256取余是要为0的。即页对齐。

第七个命令： 正交SPI方式页写入。和页写入一样的，只是数据由4根线传输。

第8-11命令：是擦除数据命令。这里就可以看出，为什么之前看到的芯片的地址那么复杂，需要块，扇区，页。就是方便擦写的。因为在写数据之前，是要擦写数据的。那么怎么擦写，这就是关键了。这里从命令可以看出，配置了4种擦写。后面跟着的就是擦写的地址。

后面的命令就不介绍了。

然后是读命令了

这里读命令，就分有那种SPI模式读了。这个也很简单，就不介绍了。。

以上的dummy，是说明，这个数据是什么不重要。一般设为0xff。

搞定了这些基础知识后，编程那就很简单了。

首先是封装stm32自带的spi库函数。封装为发一个数据，同时把数据读取回来。但是要注意库函数是只有标准SPI模式的。如果要用两种模式的话，需要自己写了。

+ 查看代码

uint8_t spi_write_byte(uint8_t data)

{

while(SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1,SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);

SPI_I2S_SendData(SPI1,data);

while(SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1,SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET);

return SPI_I2S_ReceiveData(SPI1);

}

代码如上，就是调用了SPI库函数。发送的是data值，函数返回读取的值。

剩下的就是封装命令，写数据，读数据就可以了。。代码就不说了，因为真是有点简单，因为最低层的SPI发送函数已经写好了，就只要不断的调用就行了。