软件SPI读写W25Q64

一、简介

对W25Q64模块进行读写操作时，输出引脚配置为推挽输出，输入引脚配置为浮空或上拉输入。时钟、主机输出和片选都是输出引脚，主机输入是输入引脚。SPI协议是通过命令和数据进行通信，在硬件中使用移位寄存器实现字节数据的交换，过程如下

即主机将最高位数据移出到MOSI同时从机将最低位数据移出到MISO，主机将MISO数据移入到移位寄存器最低位同时从机将MOSI数据移入到移位寄存器最低位。

二、实验案例

这里给出SPI协议的四种模式代码

#include "stm32f4xx.h"                  // Device header

/*三个引脚输出*/
void MySPI_W_SS(uint8_t BitValue)
{
	GPIO_WriteBit(GPIOB, GPIO_Pin_0, (BitAction)BitValue);//片选引脚输出
}
void MySPI_W_SCK(uint8_t BitValue)
{
	GPIO_WriteBit(GPIOB, GPIO_Pin_3, (BitAction)BitValue);//时钟引脚输出
}
void MySPI_W_MOSI(uint8_t BitValue)
{
	GPIO_WriteBit(GPIOB, GPIO_Pin_5, (BitAction)BitValue);//主机输出引脚
}
/*一个引脚输入*/
uint8_t MySPI_R_MISO()
{
	return GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_4);
}
/*板载W225Q16，SS->PB0，MISO->PB4，MOSI->PB5，SCK->PB3，支持SPI模式0和模式3*/
void MySPI_Init()
{
	RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB, ENABLE);
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
	GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_5;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;
	GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
	//使用模式0，SCK低电平为空闲状态，第一个边沿移入数据，第二个边沿移出数据
	MySPI_W_SS(1);
	MySPI_W_SCK(0);//默认空闲状态
}

/*起始条件*/
void MySPI_Start()
{
	MySPI_W_SS(0);
}
/*终止条件*/
void MySPI_End()
{
	MySPI_W_SS(1);
}
/*交换一个字节，这里选择模式0*/
/*			SCK低电平为空闲状态
*	SS下降沿启动，主机移出高位数据到MOSI
*	SCK上升沿，主机移入高位数据MISO
*	SCK下降沿，主机移出高位数据MOSI
*/
uint8_t MySPI_SwapByte_Mode0(uint8_t ByteSend)
{
	uint8_t ByteReceive = 0x00;//接收交换所得字节数据
	for(uint8_t i = 0; i < 8; i++)
	{
		//这里的0x80是作为掩码，起到挑选数据位的作用
		MySPI_W_MOSI(ByteSend & (0x80 >> i));//主机将数据移出到MOSI，高位先行
		MySPI_W_SCK(1);//SCK上升沿，主机移入MISO中的数据
		if(MySPI_R_MISO() == 1) ByteReceive |= (0x80 >> i);//主机所接收到的数据，高位先行
		MySPI_W_SCK(0);//SCK下降沿，空闲状态
	}
	return ByteReceive; 	
}
//算法优化，使用移位寄存器模型降低了空间复杂度，但是改变了数据ByteSend
uint8_t MySPI_SwapByte_SR(uint8_t ByteSend)
{
	for(uint8_t i = 0; i < 8; i++)
	{
		//主机依次将数据发送到MOSI
		MySPI_W_MOSI(ByteSend & 0x80);//输出最高位数据
		ByteSend <<= 1;//ByteSend左移1位，将次高位变为最高位，最低位自动补0
		//主机依次移入MISO数据
		if(MySPI_R_MISO() == 1) ByteSend |= 0x01;//将MISO数据放在最低位，即覆盖了上面的补0
		MySPI_W_SCK(0);
	}
	return ByteSend;//只需要一个变量ByteSend即可完成数据交换
}

/*交换一个字节，这里选择模式1*/
/*			SCK低电平为空闲状态
*	SCK上升沿，主机移出高位数据MOSI
*	SCK下降沿，主机移入高位数据MISO
*/
uint8_t MySPI_SwapByte_Mode1(uint8_t ByteSend)
{
	uint8_t ByteReceive = 0x00;//接收交换所得字节数据
	for(uint8_t i = 0; i < 8; i++)
	{
		
		MySPI_W_SCK(1);//SCK上升沿，主机移出数据最高位到MOSI
		//这里的0x80是作为掩码，起到挑选数据位的作用
		MySPI_W_MOSI(ByteSend & (0x80 >> i));//主机将数据移出到MOSI，高位先行
		MySPI_W_SCK(0);//SCK下降沿，主机移入MISO数据
		if(MySPI_R_MISO() == 1) ByteReceive |= (0x80 >> i);//主机所接收到的数据，高位先行
	}
	return ByteReceive; 	
}
/*交换一个字节，这里选择模式2*/
/*			SCK高电平为空闲状态
*	SCK上升沿，主机移入高位数据MOSI
*	SCK下降沿，主机移出高位数据MISO
*/
uint8_t MySPI_SwapByte_Mode2(uint8_t ByteSend)
{
	uint8_t ByteReceive = 0x00;//接收交换所得字节数据
	for(uint8_t i = 0; i < 8; i++)
	{
		MySPI_W_SCK(0);//SCK下降沿，主机移出数据最高位到MOSI
		if(MySPI_R_MISO() == 1) ByteReceive |= (0x80 >> i);//主机所接收到的数据，高位先行
		//这里的0x80是作为掩码，起到挑选数据位的作用
		MySPI_W_SCK(1);//SCK上升沿，主机移入MISO数据
		MySPI_W_MOSI(ByteSend & (0x80 >> i));//主机将数据移出到MOSI，高位先行
	}
	return ByteReceive; 	
}
/*交换一个字节，这里选择模式3*/
/*			SCK高电平为空闲状态
*	SS下降沿启动，主机移出高位数据到MOSI
*	SCK上升沿，主机移出高位数据MOSI
*	SCK下降沿，主机移入高位数据MISO
*/
uint8_t MySPI_SwapByte_Mode3(uint8_t ByteSend)
{
	uint8_t ByteReceive = 0x00;//接收交换所得字节数据
	for(uint8_t i = 0; i < 8; i++)
	{
		MySPI_W_SCK(0);//SCK下降沿
		//这里的0x80是作为掩码，起到挑选数据位的作用
		MySPI_W_MOSI(ByteSend & (0x80 >> i));//主机将数据移出到MOSI，高位先行
		MySPI_W_SCK(1);//SCK上升沿，主机移入MISO中的数据
		if(MySPI_R_MISO() == 1) ByteReceive |= (0x80 >> i);//主机所接收到的数据，高位先行
		
	}
	return ByteReceive; 	
}

然后就是W25Q16的基本指令可以用一个头文件说明，代码如下

#ifndef __W25Q64_INS_H
#define __W25Q64_INS_H
//各指令应配合数据手册查询
#define W25Q64_WRITE_ENABLE							0x06		//写使能
#define W25Q64_WRITE_DISABLE						0x04
#define W25Q64_READ_STATUS_REGISTER_1				0x05		//读状态寄存器1
#define W25Q64_READ_STATUS_REGISTER_2				0x35
#define W25Q64_WRITE_STATUS_REGISTER				0x01		//写状态寄存器
#define W25Q64_PAGE_PROGRAM							0x02		//页编程
#define W25Q64_QUAD_PAGE_PROGRAM					0x32
#define W25Q64_BLOCK_ERASE_64KB						0xD8
#define W25Q64_BLOCK_ERASE_32KB						0x52
#define W25Q64_SECTOR_ERASE_4KB						0x20		//扇区擦除
#define W25Q64_CHIP_ERASE							0xC7
#define W25Q64_ERASE_SUSPEND						0x75
#define W25Q64_ERASE_RESUME							0x7A
#define W25Q64_POWER_DOWN							0xB9
#define W25Q64_HIGH_PERFORMANCE_MODE				0xA3
#define W25Q64_CONTINUOUS_READ_MODE_RESET			0xFF
#define W25Q64_RELEASE_POWER_DOWN_HPM_DEVICE_ID		0xAB
#define W25Q64_MANUFACTURER_DEVICE_ID				0x90
#define W25Q64_READ_UNIQUE_ID						0x4B
#define W25Q64_JEDEC_ID								0x9F
#define W25Q64_READ_DATA							0x03		//读取数据
#define W25Q64_FAST_READ							0x0B
#define W25Q64_FAST_READ_DUAL_OUTPUT				0x3B
#define W25Q64_FAST_READ_DUAL_IO					0xBB
#define W25Q64_FAST_READ_QUAD_OUTPUT				0x6B
#define W25Q64_FAST_READ_QUAD_IO					0xEB
#define W25Q64_OCTAL_WORD_READ_QUAD_IO				0xE3

#define W25Q64_DUMMY_BYTE							0xFF

#endif