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