文章目录
- 前言
- 一、内部函数的实现
- 1.1 选中和取消选中SPI Flash
- 1.2 写使能函数
- 1.3 获取读状态
- 1.4 等待就绪状态
- 二、Flash读写函数实现
- 2.1 读Flash ID
- 2.2 擦除某个扇区
- 2.3 写扇区
- 2.4 读数据
- 三、测试代码
- 总结
前言
SPI Flash 存储器在嵌入式系统中扮演着重要角色，它可以为微控制器提供额外的存储空间，并且具有快速的读写速度和较大的存储容量。W25Q64 是一款常见的 SPI Flash 存储器，容量为64Mb，采用 SPI 接口进行通信。在 STM32 微控制器上实现对 W25Q64 的功能使用，可以通过 STM32 CubeMX 和相关的库函数轻松完成。本文将介绍如何利用 STM32 CubeMX 和 SPI 库来实现对 W25Q64 的基本功能。
一、内部函数的实现
1.1 选中和取消选中SPI Flash
当CS引脚为GPIO_PIN_RESET为选中该设备，当CS引脚为GPIO_PIN_SET表示取消选中该设备，所以这个函数非常好实现，只需要使用HAL_GPIO_WritePin函数进行写pin即可
static void SPIFlash_Select(void)
{
HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_4,GPIO_PIN_RESET);
}
static void SPIFlash_DeSelect(void)
{
HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_4,GPIO_PIN_SET);
}
1.2 写使能函数
如果你需要写使能，你只需要发送命令0x06即可，你可以使用查询方式来发送，也可以使用中断函数来发送。
在发送命令的时候，你需要选中该Flash设备，当你写完命令后，需要取消选中Flash设备。
我们可以这样实现他：
static volatile int g_spi1_tx_complete = 0;
void HAL_SPI_TxCpltCallback(SPI_HandleTypeDef *hspi)
{
if(hspi == &hspi1)
{
g_spi1_tx_complete = 1;
}
}
void Wait_SPI_TxCplt(int timeout)
{
while(g_spi1_tx_complete == 0 && timeout--)
{
HAL_Delay(1);
}
g_spi1_tx_complete = 0;
}
static int SPIFlash_WriteEnable(void)
{
uint8_t buf[1] = {0x06};
SPIFlash_Select();
HAL_SPI_Transmit_IT(&hspi1,buf,1);
Wait_SPI_TxCplt(SPI_FLASH_TIMEOUT);
SPIFlash_DeSelect();
}
1.3 获取读状态
当我们擦除扇区或者写扇区的时候，他并不是发送数据完成，这个数据就写进去的，我们需要等待他内部编程完。我们可以使用命令，把里面的状态拿出来
在这里，我们需要发送2个命令，但是有用的只有命令1(发送的命令为0x05)，因为发送了2个命令，所以我们需要接收两个数据，但是有用的只有接收到的数据2。
static volatile int g_spi1_txrx_complete = 0;
void HAL_SPI_TxRxCpltCallback(SPI_HandleTypeDef *hspi)
{
if(hspi == &hspi1)
{
g_spi1_txrx_complete = 1;
}
}
void Wait_SPI_TxRxCplt(int timeout)
{
while(g_spi1_txrx_complete == 0 && timeout--)
{
HAL_Delay(1);
}
g_spi1_txrx_complete = 0;
}
static int SPIFlash_ReadStatus(void)
{
uint8_t txbuf[2] = {0x05,0xff};
uint8_t rxbuf[2] = {0,0};
SPIFlash_Select();
HAL_SPI_TransmitReceive_IT(&hspi1, txbuf, rxbuf, 2);
Wait_SPI_TxRxCplt(SPI_FLASH_TIMEOUT);
SPIFlash_DeSelect();
return rxbuf[1];
}
1.4 等待就绪状态
所谓的等待就绪状态其实就是当SPIFlash_ReadStatus函数&上1他还是等于1，就代表擦除扇区或者写扇区已经完成了
static int SPIFlash_WaitReady(void)
{
while(SPIFlash_ReadStatus() & 1 == 1);
}
二、Flash读写函数实现
2.1 读Flash ID
读Flash ID可以让我们知道这个SPI Flash是否有用
和前面的获取读状态一样。在这里，我们需要发送2个命令，但是有用的只有命令1(发送的命令为0x9F)，因为发送了2个命令，所以我们需要接收两个数据，但是有用的只有接收到的数据2。
int SPIFlash_ReadID(void)
{
uint8_t txbuf[2] = {0x9F,0xff};
uint8_t rxbuf[2] = {0,0};
SPIFlash_Select();
HAL_SPI_TransmitReceive_IT(&hspi1, txbuf, rxbuf, 2);
Wait_SPI_TxRxCplt(SPI_FLASH_TIMEOUT);
SPIFlash_DeSelect();
return rxbuf[1];
}
当rxbuf[1]的值为0xEF时，代码这个SPI Flash没有问题
2.2 擦除某个扇区
首先，我们要发送命令加上3个字节的地址，所以我们需要4字节的buf
如果你想擦除某个扇区，你需要使用0x20命令。
接下来，我们往buf的后3字节填充地址，地址是先发高位再发低位的。
再完成发送之后，我们还需要等待就绪，即调用SPIFlash_WaitReady函数
int SPIFlash_EraseSector(uint32_t addr)
{
SPIFlash_WriteEnable();
uint8_t txbuf[4] = {0x20};
txbuf[1] = addr>>16 & 0xff;
txbuf[2] = addr>>8 & 0xff;
txbuf[3] = addr>>0 & 0xff;
SPIFlash_Select();
HAL_SPI_Transmit_IT(&hspi1,txbuf,4);
Wait_SPI_TxCplt(SPI_FLASH_TIMEOUT);
SPIFlash_DeSelect();
SPIFlash_WaitReady();
return 0;
}
2.3 写扇区
写操作在发送命令+地址的和我们的擦除某个扇区的是一样的，只不过我们的写扇区的命令为0x02
再发送完命令+地址之后，我们就可以直接调用HAL库的发送函数进行datas的发送即可。
int SPIFlash_Write(uint32_t addr,uint8_t *datas,uint32_t len)
{
SPIFlash_WriteEnable();
uint8_t txbuf[4] = {0x02};
txbuf[1] = addr>>16 & 0xff;
txbuf[2] = addr>>8 & 0xff;
txbuf[3] = addr>>0 & 0xff;
SPIFlash_Select();
HAL_SPI_Transmit_IT(&hspi1,txbuf,4);
Wait_SPI_TxCplt(SPI_FLASH_TIMEOUT);
HAL_SPI_Transmit_IT(&hspi1,datas,len);
Wait_SPI_TxCplt(SPI_FLASH_TIMEOUT);
SPIFlash_DeSelect();
SPIFlash_WaitReady();
return 0;
}
2.4 读数据
读操作在发送命令+地址的和我们的擦除某个扇区的是一样的，只不过我们的写扇区的命令为0x03
在写完上面这些数据之后，我们需要等待写完，接下来我们就可以去调用HAL库的读SPI函数了
static volatile int g_spi1_rx_complete = 0;
void HAL_SPI_RxCpltCallback(SPI_HandleTypeDef *hspi)
{
if(hspi == &hspi1)
{
g_spi1_rx_complete = 1;
}
}
void Wait_SPI_RxCplt(int timeout)
{
while(g_spi1_rx_complete == 0 && timeout--)
{
HAL_Delay(1);
}
g_spi1_rx_complete = 0;
}
int SPIFlash_Read(uint32_t addr,uint8_t *datas,uint32_t len)
{
uint8_t txbuf[4] = {0x03};
txbuf[1] = addr>>16 & 0xff;
txbuf[2] = addr>>8 & 0xff;
txbuf[3] = addr>>0 & 0xff;
SPIFlash_Select();
HAL_SPI_Transmit_IT(&hspi1,txbuf,4);
Wait_SPI_TxCplt(SPI_FLASH_TIMEOUT);
HAL_SPI_Receive_IT(&hspi1,datas,len);
Wait_SPI_RxCplt(SPI_FLASH_TIMEOUT);
SPIFlash_DeSelect();
return 0;
}
三、测试代码
char *str = "www.csdn.net\r\n";
r = SPIFlash_ReadID();
SPIFlash_EraseSector(4096);
SPIFlash_Write(4096,(uint8_t*)str,strlen(str)+1);
SPIFlash_Read(4096,(uint8_t*)flash_buf,20);
总结
通过本文的介绍，我们了解了如何在 STM32 CubeMX 中配置并利用 SPI 库来实现对 W25Q64 SPI Flash 存储器的功能。首先，我们通过 CubeMX 配置了 STM32 的 SPI 外设，包括时钟分频、数据大小、模式等参数。然后，我们编写了初始化代码，将 SPI 外设与 W25Q64 进行连接，并实现了基本的读写功能。在编写代码时，我们充分利用了 STM32 的 HAL 库提供的函数，简化了通信过程的实现。最后，我们在主函数中调用了相应的读写函数，并通过调试工具验证了功能的正确性。通过本文的学习，读者可以掌握在 STM32 微控制器上使用 CubeMX 和 SPI 库来实现对 W25Q64 SPI Flash 存储器的功能，为嵌入式系统的开发提供了便利。
