目录
W25QXX简介
硬件电路
W25Q128框图
Flash操作注意事项
驱动代码
W25QXX.h
W25QXX.c
W25QXX简介
W25Qxx系列是一种低成本、小型化、使用简单的非易失性存储器，常应用于数据存储、字库存储、固件程序存储等场景
存储介质：Nor Flash（闪存）
时钟频率：80MHz / 160MHz (Dual SPI) / 320MHz (Quad SPI)
SPI模式：支持SPI模式0和模式3
存储容量（24位地址）：
W25Q40： 4Mbit / 512KByte
W25Q80： 8Mbit / 1MByte
W25Q16： 16Mbit / 2MByte
W25Q32： 32Mbit / 4MByte
W25Q64： 64Mbit / 8MByte
W25Q128： 128Mbit / 16MByte
W25Q256： 256Mbit / 32MByte
注意：W25Q256分为三字节地址模式和四字节地址模式，三字节寻址只能前16M,1大于16M的内存读写需要使用四字节寻址
硬件电路
| 引脚 | 功能 |
| VCC、GND | 电源（2.7~3.6V） |
| CS（SS） | SPI片选 |
| CLK（SCK） | SPI时钟 |
| DI（MOSI） | SPI主机输出从机输入 |
| DO（MISO） | SPI主机输入从机输出 |
| WP | 写保护 |
| HOLD | 数据保持 |
W25Q128框图
W25Q128(W25Q64)将16M(8M)的容量分为256(128)个块（Block），每个块大小为64K（64*1024=65536）字节，每个块又分为16个扇区（Sector），每个扇区4K（4096）个字节。W25Qxx的最小擦除单位为一个扇区，也就是每次必须擦除4K个字节。这样我们需要给W25Qxx开辟一个至少4K的缓存区，这样对SRAM要求比较高，要求芯片必须有4K以上SRAM才能很好的操作。
Flash操作注意事项
写入操作时：
- 写入操作前，必须先进行写使能
- 每个数据位只能由1改写为0，不能由0改写为1
- 写入数据前必须先擦除（擦除必须按最小擦除单元进行），擦除后，所有数据位变为1
- 连续写入多字节时，最多写入一页的数据，超过页尾位置的数据，会回到页首覆盖写入
- 写入操作结束后，芯片进入忙状态，不响应新的读写操作
读取操作时：
直接调用读取时序，无需使能，无需额外操作，没有页的限制，读取操作结束后不会进入忙状态，但不能在忙状态时读取
驱动代码
void W25QXX_Write(uint8_t* pBuffer, uint32_t WriteAddr, uint16_t NumByteToWrite);该函数可以在 W25Q128 的任意地址开始写入任意长度(必须不超过 W25Q128 的容量)的数据。我们这里简单介绍一下思路:先获得首地址(WriteAddr)所在的扇区，并计算在扇区内的偏移，然后判断要写入的数据长度是否超过本扇区所剩下的长度，如果不超过，再先看看是否要擦除，如果不要，则直接写入数据即可，如果要则读出整个扇区，在偏移处开始写入指定长度的数据，然后擦除这个扇区，再一次性写入。当所需要写入的数据长度超过一个扇区的长度的时候，我们先按照前面的步骤把扇区剩余部分写完，再在新扇区内执行同样的操作，如此循环，直到写入结束
W25QXX.h
#ifndef __W25QXX_H
#define __W25QXX_H
//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
#define NM25Q80 0X5213
#define NM25Q16 0X5214
#define NM25Q32 0X5215
#define NM25Q64 0X5216
#define NM25Q128 0X5217
#define NM25Q256 0X5218
/
//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
extern uint16_t W25QXX_TYPE; //定义W25QXX芯片型号
//外部调用
void W25QXX_Init(void);//初始化
uint16_t W25QXX_ReadID(void); //读取芯片ID
void W25QXX_Read(uint8_t* pBuffer,uint32_t ReadAddr,uint16_t NumByteToRead);//在指定地址开始读取指定长度的数据
void W25QXX_Write_Page(uint8_t* pBuffer, uint32_t WriteAddr, uint16_t NumByteToWrite);//SPI在一页(0~65535)内写入少于256个字节的数据
void W25QXX_Write(uint8_t* pBuffer, uint32_t WriteAddr, uint16_t NumByteToWrite);//在指定地址开始写入指定长度的数据
void W25QXX_Erase_Sector(uint32_t Dst_Addr);//擦除一个扇区
void W25QXX_Erase_Chip(void);//擦除整个芯片
void W25QXX_PowerDown(void);//进入掉电模式
void W25QXX_WAKEUP(void); //唤醒
//外部很少调用，基本内部使用
void W25QXX_CS(uint8_t BitVal);
void W25QXX_Wait_Busy(void);
uint8_t W25QXX_ReadSR(void);
void W25QXX_Write_SR(uint8_t sr);
void W25QXX_Write_Enable(void);
void W25QXX_Write_Disable(void);
void W25QXX_Write_NoCheck(uint8_t* pBuffer, uint32_t WriteAddr, uint16_t NumByteToWrite);
#endif
W25QXX.c
#include "stm32f10x.h"
#include "w25qxx.h"
#include "spi.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
uint16_t W25QXX_TYPE = W25Q128; //默认是W25Q128的ID号
//W25Q128容量为16M字节
//4Kbytes为一个扇区（Sector）
//16个扇区为1个Block
//共有256个Block,4096个Sector
void W25QXX_CS(uint8_t BitVal)
{
GPIO_WriteBit(GPIOB, GPIO_Pin_12, (BitAction)BitVal);//W25QXX的片选信号
}
void W25QXX_Init(void)
{
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);//PORTB时钟使能
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12; // PB12
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
W25QXX_CS(1); //SPI总线中W25QXX的CS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.
}
//读取W25QXX的状态寄存器，默认:0x00
//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)
uint8_t W25QXX_ReadSR(void)
{
uint8_t 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(uint8_t 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禁止写
//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
uint16_t W25QXX_ReadID(void)
{
uint16_t 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;
}
//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(uint8_t* pBuffer,uint32_t ReadAddr,uint16_t NumByteToRead)
{
uint16_t i;
W25QXX_CS(0); //使能器件
SPI2_ReadWriteByte(W25X_ReadData); //发送读取命令
SPI2_ReadWriteByte((uint8_t)((ReadAddr)>>16)); //发送24bit地址
SPI2_ReadWriteByte((uint8_t)((ReadAddr)>>8));
SPI2_ReadWriteByte((uint8_t)ReadAddr);
for(i = 0; i < NumByteToRead; i++)
{
pBuffer[i] = 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(uint8_t* pBuffer, uint32_t WriteAddr, uint16_t NumByteToWrite)
{
uint16_t 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((uint8_t)((WriteAddr)>>16)); //发送24bit地址
SPI2_ReadWriteByte((uint8_t)((WriteAddr)>>8));
SPI2_ReadWriteByte((uint8_t)WriteAddr);
for(i = 0; i < NumByteToWrite; i++)
SPI2_ReadWriteByte(pBuffer[i]);//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)
void W25QXX_Write_NoCheck(uint8_t* pBuffer, uint32_t WriteAddr, uint16_t NumByteToWrite)
{
uint16_t pageremain;
pageremain = 256-WriteAddr % 256; //写地址所在页剩余的字节数
if(NumByteToWrite <= pageremain)
pageremain = NumByteToWrite;//要写入的字节不超过这一页
while(1)
{
W25QXX_Write_Page(pBuffer,WriteAddr, pageremain);
if(NumByteToWrite == pageremain) break;//写入结束了
else //NumByteToWrite>pageremain
{
pBuffer+=pageremain;//pBuffer移到该写的缓存区位置
WriteAddr+=pageremain; //WriteAddr移到该写的地址
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)
uint8_t W25QXX_BUFFER[4096];
void W25QXX_Write(uint8_t* pBuffer, uint32_t WriteAddr, uint16_t NumByteToWrite)
{
uint32_t secpos;
uint16_t secoff;
uint16_t secremain;
uint16_t i;
uint8_t * W25QXX_BUF;
W25QXX_BUF = W25QXX_BUFFER;
secpos = WriteAddr/ 4096;//扇区地址，一个扇区（Sector）有4KB
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:%X\r\n",WriteAddr,NumByteToWrite);//测试用
if(NumByteToWrite <= secremain)secremain = NumByteToWrite;//要写入的字节不超过这一扇区
while(1)
{
W25QXX_Read(W25QXX_BUF,secpos*4096,4096);//读出整个扇区的内容
for(i = 0; i< secremain; i++)//校验数据
{
if(W25QXX_BUF[secoff + i] != 0XFF) break;//需要擦除
}
if(i < secremain)//需要擦除
{
W25QXX_Erase_Sector(secpos); //擦除这个扇区
for(i = 0;i < secremain; 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
}
};
}
//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(uint32_t Dst_Addr)
{
//监视falsh擦除情况,测试用
printf("fe:%x\r\n", Dst_Addr);
Dst_Addr*=4096;//扇区首地址
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((uint8_t)((Dst_Addr)>>16)); //发送24bit地址
SPI2_ReadWriteByte((uint8_t)((Dst_Addr)>>8));
SPI2_ReadWriteByte((uint8_t)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
}
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