【江协科技STM32】软件SPI读写W25Q64芯片(学习笔记)

news2025/3/29 14:38:31

SPI通信协议及S为5Q64简介:【STM32】SPI通信协议&W25Q64Flash存储器芯片(学习笔记)-CSDN博客

STM32与W25Q64模块接线: 

 

SPI初始化:  

片选SS、始终SCK、MOSI都是主机输出引脚,输出引脚配置为推挽输出,而MISO是主机输入引脚,输入引脚配置为浮空或上拉输入,这是协议规定。

推挽输出:高低电平均有很强的驱动能力,这将使得SPI的下降沿和上升沿都非常的迅速。得益于推挽输出的强驱动能力,SPI信号变化快,自然就能达到更高的传输速度 。 

void HerSPI_Init(void)
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode =GPIO_Mode_Out_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_7;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed =GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA ,&GPIO_InitStructure);				//将PA4、PA5和PA7引脚初始化为推挽输出
	                                                    
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode =GPIO_Mode_IPU;        
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =GPIO_Pin_6;            
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed =GPIO_Speed_50MHz;    
	GPIO_Init(GPIOA ,&GPIO_InitStructure);              //将PA6引脚初始化为上拉输入
	                                                    
	HerSPI_W_SS(1);                                     //SS默认高电平
	HerSPI_W_SCK(0);                                    //SCK默认低电平
} 

 封装置引脚高低电平函数:

SPI写SS引脚电平:

/**
  * 函    数:SPI写SS引脚电平
  * 参    数:BitValue 协议层传入的当前需要写入SS的电平,范围0~1
  * 返 回 值:无
  * 注意事项:此函数需要用户实现内容,当BitValue为0时,需要置SS为低电平,当BitValue为1时,需要置SS为高电平
  */
void HerSPI_W_SS(uint8_t BitValue)
{
	GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_4,(BitAction)BitValue);//根据BitValue,设置SS引脚的电平
}

//I2C读SCK引脚电平
void HerSPI_W_SCK(uint8_t BitValue)
{
	GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_5,(BitAction)BitValue);//根据BitValue,设置SCK引脚的电平
}

//SPI写MOSI引脚电平
void HerSPI_W_MOSI(uint8_t BitValue)
{
	GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_7,(BitAction)BitValue);//根据BitValue,设置MOSI引脚的电平,BitValue要实现非0即1的特性
}

 I2C读MISO引脚电平:


/**
  * 函    数:I2C读MISO引脚电平
  * 参    数:无
  * 返 回 值:协议层需要得到的当前MISO的电平,范围0~1
  * 注意事项:此函数需要用户实现内容,当前MISO为低电平时,返回0,当前MISO为高电平时,返回1
  */
uint8_t HerSPI_R_MISO(void)
{
	GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_6);//读取MISO电平并返回
}

协议层:起始终止条件

起始条件:SS从高电平切换到低电平

终止条件:SS从低电平切换到高电平 

void HerSPI_Start(void)
{
	HerSPI_W_SS(0);		//拉低SS,开始时序
}                       
                        
void HerSPI_Stop(void)  
{                       
	HerSPI_W_SS(1);     //拉高SS,终止时序e = 0x00;
}  

 交换一个字节函数:

代码这里从机的接收和发送我们不用管,从机自动执行。我们只管主机的发送接收

/**
  * 函    数:SPI交换传输一个字节,使用SPI模式0
  * 参    数:SendByte 要发送的一个字节
  * 返 回 值:接收的一个字节
  */	
uint8_t MySPI_SwapByte(uint8_t ByteSend)
{
	uint8_t i, ByteReceive = 0x00;					//定义接收的数据,并赋初值0x00,此处必须赋初值0x00,后面会用到
	
	for (i = 0; i < 8; i ++)						//循环8次,依次交换每一位数据
	{
		/*两个!可以对数据进行两次逻辑取反,作用是把非0值统一转换为1,即:!!(0) = 0,!!(非0) = 1*/
		MySPI_W_MOSI(!!(ByteSend & (0x80 >> i)));	//使用掩码的方式取出ByteSend的指定一位数据并写入到MOSI线
		MySPI_W_SCK(1);								//拉高SCK,上升沿移出数据
		if (MySPI_R_MISO()){ByteReceive |= (0x80 >> i);}	//读取MISO数据,并存储到Byte变量
															//当MISO为1时,置变量指定位为1,当MISO为0时,不做处理,指定位为默认的初值0
		MySPI_W_SCK(0);								//拉低SCK,下降沿移入数据
	}
	
	return ByteReceive;								//返回接收到的一个字节数据
}

解释一个细节

 使用另外一种方法完成交换一个字节函数:方法2

 以上是模式0的方法,up主还讲了另外三种模式,很简单的变换一下:模式1、2、3的用法

 W25Q64驱动层

先初始化底层: 

/**
  * 函    数:W25Q64初始化
  * 参    数:无
  * 返 回 值:无
  */
void W25Q64_Init(void)
{
	MySPI_Init();					//先初始化底层的SPI
}

 指令集宏定义:

#ifndef __W25Q64_INS_H
#define __W25Q64_INS_H

#define W25Q64_WRITE_ENABLE							0x06
#define W25Q64_WRITE_DISABLE						0x04
#define W25Q64_READ_STATUS_REGISTER_1				0x05
#define W25Q64_READ_STATUS_REGISTER_2				0x35
#define W25Q64_WRITE_STATUS_REGISTER				0x01
#define W25Q64_PAGE_PROGRAM							0x02
#define W25Q64_QUAD_PAGE_PROGRAM					0x32
#define W25Q64_BLOCK_ERASE_64KB						0xD8
#define W25Q64_BLOCK_ERASE_32KB						0x52
#define W25Q64_SECTOR_ERASE_4KB						0x20
#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
#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

读取ID号

/**
  * 函    数:MPU6050读取ID号
  * 参    数:MID 工厂ID,使用输出参数的形式返回
  * 参    数:DID 设备ID,使用输出参数的形式返回
  * 返 回 值:无
  */
void W25Q64_ReadID(uint8_t *MID, uint16_t *DID)
{
	MySPI_Start();								//SPI起始
	MySPI_SwapByte(W25Q64_JEDEC_ID);			//交换发送读取ID的指令
	*MID = MySPI_SwapByte(W25Q64_DUMMY_BYTE);	//交换接收MID,通过输出参数返回
	*DID = MySPI_SwapByte(W25Q64_DUMMY_BYTE);	//交换接收DID高8位
	*DID <<= 8;									//高8位移到高位
	*DID |= MySPI_SwapByte(W25Q64_DUMMY_BYTE);	//或上交换接收DID的低8位,通过输出参数返回
	MySPI_Stop();								//SPI终止
}

 测试

读出厂商ID,设备ID 

代码发的设备指令是9F指令,所以设备ID是4017 

W25Q64写使能指令时序

对应手册指令表写

/**
  * 函    数:W25Q64写使能
  * 参    数:无
  * 返 回 值:无
  */
void W25Q64_WriteEnable(void)
{
	MySPI_Start();								//SPI起始
	MySPI_SwapByte(W25Q64_WRITE_ENABLE);		//交换发送写使能的指令
	MySPI_Stop();								//SPI终止
}

 W25Q64等待忙指令

/**
  * 函    数:W25Q64等待忙
  * 参    数:无
  * 返 回 值:无
  */
void W25Q64_WaitBusy(void)
{
	uint32_t Timeout;
	MySPI_Start();								//SPI起始
	MySPI_SwapByte(W25Q64_READ_STATUS_REGISTER_1);				//交换发送读状态寄存器1的指令
	Timeout = 100000;							//给定超时计数时间
	while ((MySPI_SwapByte(W25Q64_DUMMY_BYTE) & 0x01) == 0x01)	//循环等待忙标志位
	{
		Timeout --;								//等待时,计数值自减
		if (Timeout == 0)						//自减到0后,等待超时
		{
			/*超时的错误处理代码,可以添加到此处*/
			break;								//跳出等待,不等了
		}
	}
	MySPI_Stop();								//SPI终止
}

W25Q64页编程指令 

/**
  * 函    数:W25Q64页编程
  * 参    数:Address 页编程的起始地址,范围:0x000000~0x7FFFFF
  * 参    数:DataArray	用于写入数据的数组
  * 参    数:Count 要写入数据的数量,范围:0~256
  * 返 回 值:无
  * 注意事项:写入的地址范围不能跨页
  */
void W25Q64_PageProgram(uint32_t Address, uint8_t *DataArray, uint16_t Count)
{
	uint16_t i;
	
	W25Q64_WriteEnable();						//写使能
	
	MySPI_Start();								//SPI起始
	MySPI_SwapByte(W25Q64_PAGE_PROGRAM);		//交换发送页编程的指令
	MySPI_SwapByte(Address >> 16);				//交换发送地址23~16位
	MySPI_SwapByte(Address >> 8);				//交换发送地址15~8位
	MySPI_SwapByte(Address);					//交换发送地址7~0位
	for (i = 0; i < Count; i ++)				//循环Count次
	{
		MySPI_SwapByte(DataArray[i]);			//依次在起始地址后写入数据
	}
	MySPI_Stop();								//SPI终止
	
	W25Q64_WaitBusy();							//等待忙
}

W25Q64扇区擦除(4KB)指令 

/**
  * 函    数:W25Q64扇区擦除(4KB)
  * 参    数:Address 指定扇区的地址,范围:0x000000~0x7FFFFF
  * 返 回 值:无
  */
void W25Q64_SectorErase(uint32_t Address)
{
	W25Q64_WriteEnable();						//写使能
	
	MySPI_Start();								//SPI起始
	MySPI_SwapByte(W25Q64_SECTOR_ERASE_4KB);	//交换发送扇区擦除的指令
	MySPI_SwapByte(Address >> 16);				//交换发送地址23~16位
	MySPI_SwapByte(Address >> 8);				//交换发送地址15~8位
	MySPI_SwapByte(Address);					//交换发送地址7~0位
	MySPI_Stop();								//SPI终止
	
	W25Q64_WaitBusy();							//等待忙
}

W25Q64读取数据指令 

/**
  * 函    数:W25Q64读取数据
  * 参    数:Address 读取数据的起始地址,范围:0x000000~0x7FFFFF
  * 参    数:DataArray 用于接收读取数据的数组,通过输出参数返回
  * 参    数:Count 要读取数据的数量,范围:0~0x800000
  * 返 回 值:无
  */
void W25Q64_ReadData(uint32_t Address, uint8_t *DataArray, uint32_t Count)
{
	uint32_t i;
	MySPI_Start();								//SPI起始
	MySPI_SwapByte(W25Q64_READ_DATA);			//交换发送读取数据的指令
	MySPI_SwapByte(Address >> 16);				//交换发送地址23~16位
	MySPI_SwapByte(Address >> 8);				//交换发送地址15~8位
	MySPI_SwapByte(Address);					//交换发送地址7~0位
	for (i = 0; i < Count; i ++)				//循环Count次
	{
		DataArray[i] = MySPI_SwapByte(W25Q64_DUMMY_BYTE);	//依次在起始地址后读取数据
	}
	MySPI_Stop();								//SPI终止
}

BUSY位,事前还是事后等待:使用及区别

main函数 

uint8_t MID;							//定义用于存放MID号的变量
uint16_t DID;							//定义用于存放DID号的变量

uint8_t ArrayWrite[] = {0x01, 0x02, 0x03, 0x04};	//定义要写入数据的测试数组
uint8_t ArrayRead[4];								//定义要读取数据的测试数组

int main(void)
{
	/*模块初始化*/
	OLED_Init();						//OLED初始化
	W25Q64_Init();						//W25Q64初始化
	
	/*显示静态字符串*/
	OLED_ShowString(1, 1, "MID:   DID:");
	OLED_ShowString(2, 1, "W:");
	OLED_ShowString(3, 1, "R:");
	
	/*显示ID号*/
	W25Q64_ReadID(&MID, &DID);			//获取W25Q64的ID号
	OLED_ShowHexNum(1, 5, MID, 2);		//显示MID
	OLED_ShowHexNum(1, 12, DID, 4);		//显示DID
	
	/*W25Q64功能函数测试*/
	W25Q64_SectorErase(0x000000);					//扇区擦除
	W25Q64_PageProgram(0x000000, ArrayWrite, 4);	//将写入数据的测试数组写入到W25Q64中
	
	W25Q64_ReadData(0x000000, ArrayRead, 4);		//读取刚写入的测试数据到读取数据的测试数组中
	
	/*显示数据*/
	OLED_ShowHexNum(2, 3, ArrayWrite[0], 2);		//显示写入数据的测试数组
	OLED_ShowHexNum(2, 6, ArrayWrite[1], 2);
	OLED_ShowHexNum(2, 9, ArrayWrite[2], 2);
	OLED_ShowHexNum(2, 12, ArrayWrite[3], 2);
	
	OLED_ShowHexNum(3, 3, ArrayRead[0], 2);			//显示读取数据的测试数组
	OLED_ShowHexNum(3, 6, ArrayRead[1], 2);
	OLED_ShowHexNum(3, 9, ArrayRead[2], 2);
	OLED_ShowHexNum(3, 12, ArrayRead[3], 2);
	
	while (1)
	{
		
	}
}

 up著暖心教细节验证测试:简直不用太细节

注意看上一篇文章对应着理解,感受,吃透!!! 很重要!!!

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