STM32CUBUMX配置FLASH(W25Q128)--保姆级教程

news2024/11/17 6:39:00

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⏩ 大家好哇！我是小光，嵌入式爱好者，一个想要成为系统架构师的大三学生。
⏩最近在开发一个STM32H723ZGT6的板子，使用STM32CUBEMX做了很多驱动，包括ADC、UART、RS485、EEPROM(IIC)、FLASH(SPI)等等。
⏩本篇文章对STM32CUBEMX配置RS485做一个详细的使用教程。
⏩感谢你的阅读，不对的地方欢迎指正。
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FLASH

  • W25Q128简介
  • 实验环境
  • MX配置
  • 驱动代码
  • 测试结果

W25Q128简介

W25Q128是华邦公司推出的一款SPI接口的NOR Flash芯片，其存储空间为128Mbit，相当于16M字节。W25Q128V芯片是串行闪存，可以通过标准/两线/四线SPI控制。
W25Q128JV阵列被组织成65536个可编程页面，每个页面256字节。一次最多可编程256个字节。页面可以按16组（4KB扇区擦除）、128组（32KB块擦除）、256组（64KB块擦除或整个芯片（芯片擦除）擦除。W25Q128JV分别具有4096个可擦除扇区和256个可擦除块。小4KB扇区允许在需要数据和参数存储的应用中具有更大的灵活性。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
具体可以看这个：通过数据手册带你全面解析闪存芯片W25Q128

实验环境

  • STM32H723ZGT6开发板
  • USB转串口
  • W25Q128

硬件连接：
在这里插入图片描述

MX配置

板子、时钟、调试之类的配置就不说了，具体可以看看这篇：
STM32CUBEMX配置ADC(多通道轮询)(STM32H7)–保姆级教程
下面是SPI的具体配置
在这里插入图片描述
CS引脚配置
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

驱动代码

w25qxx.h

#ifndef W25Q128_W25QXX_H_
#define W25Q128_W25QXX_H_
 
#include "stm32H7xx_hal.h" //HAL库文件声明

//FLASH_CS 片选引脚定义
#define W25Q128_CS_GPIO_Port GPIOB
#define W25Q128_CS_Pin GPIO_PIN_12
 
//25系列FLASH芯片厂商与容量代号（厂商代号EF）
#define W25Q80    0XEF13
#define W25Q16    0XEF14
#define W25Q32    0XEF15
#define W25Q64    0XEF16
#define W25Q128   0XEF17
#define W25Q256 0XEF18
#define EX_FLASH_ADD 0x000000 //W25Q128的地址是24位宽
extern uint16_t W25QXX_TYPE;//定义W25QXX芯片型号
extern SPI_HandleTypeDef hspi2;
//
//指令表
#define W25X_WriteEnable             0x06
#define W25X_WriteDisable            0x04
#define W25X_ReadStatusReg1      0x05
#define W25X_ReadStatusReg2      0x35
#define W25X_ReadStatusReg3      0x15
#define W25X_WriteStatusReg1         0x01
#define W25X_WriteStatusReg2         0x31
#define W25X_WriteStatusReg3     0x11
#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
#define W25X_Enable4ByteAddr         0xB7
#define W25X_Exit4ByteAddr        0xE9
uint8_t SPI2_ReadWriteByte(uint8_t  TxData);//SPI2总线底层读写
void W25QXX_CS(uint8_t a);//W25QXX片选引脚控制
uint8_t W25QXX_Init(void);//初始化W25QXX函数
uint16_t  W25QXX_ReadID(void);//读取FLASH ID
uint8_t W25QXX_ReadSR(uint8_t regno);//读取状态寄存器
void W25QXX_4ByteAddr_Enable(void);//使能4字节地址模式
void W25QXX_Write_SR(uint8_t regno,uint8_t  sr);//写状态寄存器
void W25QXX_Write_Enable(void);//写使能
void W25QXX_Write_Disable(void);//写保护
void W25QXX_Write_NoCheck(uint8_t*  pBuffer,uint32_t WriteAddr,uint16_t  NumByteToWrite);//无检验写SPI FLASH
void W25QXX_Read(uint8_t* pBuffer,uint32_t  ReadAddr,uint16_t NumByteToRead);//读取flash
void W25QXX_Write(uint8_t* pBuffer,uint32_t  WriteAddr,uint16_t NumByteToWrite);//写入flash
void W25QXX_Erase_Chip(void);//整片擦除
void W25QXX_Erase_Sector(uint32_t  Dst_Addr);//扇区擦除
void W25QXX_Wait_Busy(void);//等待空闲
void W25QXX_PowerDown(void);//进入掉电模式
void W25QXX_WAKEUP(void);//唤醒
void W25QXX_Write_Page(uint8_t*  pBuffer,uint32_t WriteAddr,uint16_t  NumByteToWrite);
void delay_us(uint32_t us); //C文件中的函数声明
 
#endif /* W25Q128_W25QXX_H_ */

w25qxx.c

#include "w25qxx.h"
#include "main.h"
uint16_t W25QXX_TYPE=W25Q128;//默认是W25Q128
//4Kbytes为一个Sector
//16个扇区为1个Block
//W25Q128
//容量为16M字节,共有128个Block,4096个Sector
//SPI2总线读写一个字节
//参数是写入的字节，返回值是读出的字节
uint8_t SPI2_ReadWriteByte(uint8_t TxData)
{
    uint8_t Rxdata;//定义一个变量Rxdata
     HAL_SPI_TransmitReceive(&hspi2,&TxData,&Rxdata,1,1000);//调用固件库函数收发数据
    return Rxdata;//返回收到的数据
}
void W25QXX_CS(uint8_t a)//软件控制函数（0为低电平，其他值为高电平）
{
    if(a==0)HAL_GPIO_WritePin(W25Q128_CS_GPIO_Port, W25Q128_CS_Pin, GPIO_PIN_RESET);
    else  HAL_GPIO_WritePin(W25Q128_CS_GPIO_Port,  W25Q128_CS_Pin, GPIO_PIN_SET);
}
//初始化SPI FLASH的IO口
uint8_t W25QXX_Init(void)
{
    uint8_t temp;//定义一个变量temp
    W25QXX_CS(1);//0片选开启，1片选关闭
    W25QXX_TYPE = W25QXX_ReadID();//读取FLASH  ID.
    if(W25QXX_TYPE == W25Q256)//SPI FLASH为W25Q256时才用设置为4字节地址模式
    {
       temp = W25QXX_ReadSR(3);//读取状态寄存器3，判断地址模式
       if((temp&0x01)==0)//如果不是4字节地址模式,则进入4字节地址模式
       {
           W25QXX_CS(0);//0片选开启，1片选关闭
           SPI2_ReadWriteByte(W25X_Enable4ByteAddr);//发送进入4字节地址模式指令
           W25QXX_CS(1);//0片选开启，1片选关闭
       }
    }
    if(W25QXX_TYPE==W25Q256||W25QXX_TYPE==W25Q128||W25QXX_TYPE==W25Q64
    ||W25QXX_TYPE==W25Q32||W25QXX_TYPE==W25Q16||W25QXX_TYPE==W25Q80)
    return 0; else return 1;//如果读出ID是现有型号列表中的一个，则识别芯片成功！
}
//读取W25QXX的状态寄存器，W25QXX一共有3个状态寄存器
//状态寄存器1：
//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)
//默认:0x00
//状态寄存器2：
//BIT7  6   5   4   3   2   1   0
//SUS   CMP LB3 LB2 LB1 (R) QE  SRP1
//状态寄存器3：
//BIT7      6    5    4   3   2   1   0
//HOLD/RST  DRV1 DRV0 (R) (R) WPS (R) (R)
//regno:状态寄存器号，范:1~3
//返回值:状态寄存器值
uint8_t W25QXX_ReadSR(uint8_t regno)
{
    uint8_t byte=0,command=0;
    switch(regno)
    {
        case 1:
            command=W25X_ReadStatusReg1;//读状态寄存器1指令
            break;
        case 2:
            command=W25X_ReadStatusReg2;//读状态寄存器2指令
            break;
        case 3:
            command=W25X_ReadStatusReg3;//读状态寄存器3指令
            break;
        default:
            command=W25X_ReadStatusReg1;//读状态寄存器1指令
            break;
    }
    W25QXX_CS(0);//0片选开启，1片选关闭
    SPI2_ReadWriteByte(command);//发送读取状态寄存器命令
    byte=SPI2_ReadWriteByte(0Xff);//读取一个字节
    W25QXX_CS(1);//0片选开启，1片选关闭
    return byte;//返回变量byte
}
//写W25QXX状态寄存器
void W25QXX_Write_SR(uint8_t regno,uint8_t  sr)
{
    uint8_t command=0;
    switch(regno)
    {
        case 1:
            command=W25X_WriteStatusReg1;//写状态寄存器1指令
            break;
        case 2:
            command=W25X_WriteStatusReg2;//写状态寄存器2指令
            break;
        case 3:
            command=W25X_WriteStatusReg3;//写状态寄存器3指令
            break;
        default:
            command=W25X_WriteStatusReg1;
            break;
    }
    W25QXX_CS(0);//0片选开启，1片选关闭
    SPI2_ReadWriteByte(command);//发送写取状态寄存器命令
    SPI2_ReadWriteByte(sr);//写入一个字节
    W25QXX_CS(1);//0片选开启，1片选关闭
}
//W25QXX写使能
//将WEL置位
void W25QXX_Write_Enable(void)
{
    W25QXX_CS(0);//0片选开启，1片选关闭
    SPI2_ReadWriteByte(W25X_WriteEnable);//发送写使能
    W25QXX_CS(1);//0片选开启，1片选关闭
}
//W25QXX写禁止
//将WEL清零
void W25QXX_Write_Disable(void)
{
    W25QXX_CS(0);//0片选开启，1片选关闭
    SPI2_ReadWriteByte(W25X_WriteDisable);//发送写禁止指令
    W25QXX_CS(1);//0片选开启，1片选关闭
}
//读取芯片ID
//高8位是厂商代号（本程序不判断厂商代号）
//低8位是容量大小
//0XEF13型号为W25Q80
//0XEF14型号为W25Q16
//0XEF15型号为W25Q32
//0XEF16型号为W25Q64
//0XEF17型号为W25Q128（目前洋桃2号开发板使用128容量芯片）
//0XEF18型号为W25Q256
uint16_t W25QXX_ReadID(void)
{
    uint16_t Temp = 0;
    W25QXX_CS(0);//0片选开启，1片选关闭
    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);//0片选开启，1片选关闭
    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)
//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);//0片选开启，1片选关闭
    SPI2_ReadWriteByte(W25X_ReadData);//发送读取命令
    if(W25QXX_TYPE==W25Q256)//如果是W25Q256的话地址为4字节的，要发送最高8位
    {
         SPI2_ReadWriteByte((uint8_t)((ReadAddr)>>24));
    }
     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);//0片选开启，1片选关闭
}
//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);//0片选开启，1片选关闭
    SPI2_ReadWriteByte(W25X_PageProgram);//发送写页命令
    if(W25QXX_TYPE==W25Q256)//如果是W25Q256的话地址为4字节的，要发送最高8位
    {
         SPI2_ReadWriteByte((uint8_t)((WriteAddr)>>24));
    }
     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);//0片选开启，1片选关闭
    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)
//CHECK OK
void W25QXX_Write_NoCheck(uint8_t*  pBuffer,uint32_t WriteAddr,uint16_t  NumByteToWrite)
{
    uint16_t pageremain;
    pageremain=256-WriteAddr%256; //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
       }
    };
}
//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
    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;//不大于4096个字节
    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();//等待忙状态
    W25QXX_CS(0);//0片选开启，1片选关闭
    SPI2_ReadWriteByte(W25X_ChipErase);//发送片擦除命令
    W25QXX_CS(1);//0片选开启，1片选关闭
    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
//擦除一个扇区的最少时间:150ms
void W25QXX_Erase_Sector(uint32_t Dst_Addr)
{
    Dst_Addr*=4096;
    W25QXX_Write_Enable();//SET WEL
    W25QXX_Wait_Busy();
    W25QXX_CS(0);//0片选开启，1片选关闭
    SPI2_ReadWriteByte(W25X_SectorErase);//发送扇区擦除指令
    if(W25QXX_TYPE==W25Q256)//如果是W25Q256的话地址为4字节的，要发送最高8位
    {
         SPI2_ReadWriteByte((uint8_t)((Dst_Addr)>>24));
    }
    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);//0片选开启，1片选关闭
    W25QXX_Wait_Busy();//等待擦除完成
}
//等待空闲
void W25QXX_Wait_Busy(void)
{
    while((W25QXX_ReadSR(1)&0x01)==0x01);//等待BUSY位清空
}
//进入掉电模式
void W25QXX_PowerDown(void)
{
    W25QXX_CS(0);//0片选开启，1片选关闭
    SPI2_ReadWriteByte(W25X_PowerDown);//发送掉电命令 0xB9
    W25QXX_CS(1);//0片选开启，1片选关闭
    delay_us(3);//等待TPD
}
//唤醒
void W25QXX_WAKEUP(void)
{
    W25QXX_CS(0);//0片选开启，1片选关闭
    SPI2_ReadWriteByte(W25X_ReleasePowerDown);//发送电源唤醒指令 0xAB
    W25QXX_CS(1);//0片选开启，1片选关闭
    delay_us(3);//等待TRES1
}
//延时
void delay_us(uint32_t us) //利用CPU循环实现的非精准应用的微秒延时函数
{
    uint32_t delay = (HAL_RCC_GetHCLKFreq() / 8000000 * us); //使用HAL_RCC_GetHCLKFreq()函数获取主频值，经算法得到1微秒的循环次数
    while (delay--); //循环delay次，达到1微秒延时
}

main.c

		//W25Q128测试程序
		device_id = W25QXX_ReadID();
		printf("\r\nW25Q64 Device ID is 0x%04x\r\n", device_id);

		/* 为了验证，首先读取要写入地址处的数据 */
		printf("-------- read data before write -----------\r\n");
		W25QXX_Read(read_buf, 0, 10);
			
		for(i = 0; i < 10; i++) 
		{
			printf("[0x%08x]:0x%02x\r\n", i, *(read_buf+i));
		}
			
		/* 擦除该扇区 */
		printf("-------- erase sector 0 -----------\r\n");
		W25QXX_Erase_Sector(0);
		HAL_Delay(50);
		/* 再次读数据 */
		printf("-------- read data after erase -----------\r\n");
		W25QXX_Read(read_buf, 0, 10);
		for(i = 0; i < 10; i++) 
		{
			printf("[0x%08x]:0x%02x\r\n", i, *(read_buf+i));
		}
			
		/* 写数据 */
		printf("-------- write data -----------\r\n");
		for(i = 0; i < 10; i++) 
		{
			write_buf[i] = i;
		}
		W25QXX_Write(write_buf, 0, 10);
		HAL_Delay(50);
		/* 再次读数据 */
		printf("-------- read data after write -----------\r\n");
		W25QXX_Read(read_buf, 0, 10);
		for(i = 0; i < 10; i++) 
		{
			printf("[0x%08x]:0x%02x\r\n", i, *(read_buf+i));
		}

测试结果

在这里插入图片描述
注意：在FLASH写数据之前一定要进行擦除。

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