如何通过软件SPI读写W25Q64

STM32F1之SPI通信·软件SPI代码编写-CSDN博客

目录

1.  W25Qxx系列简介

2.  W25Q64硬件电路

 3.  W25Q64框图

4.  Flash操作注意事项

5.  代码编写

5.1  初始化

5.2  W25Q64读取ID号

5.3  W25Q64写使能

5.4  W25Q64等待忙

5.5  W25Q64页编程

5.6  W25Q64扇区擦除（4KB）

5.7  W25Q64读取数据

1.  W25Qxx系列简介

        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。

非易失性存储器（Non-Volatile Memory, NVM）和易失性存储器（Volatile Memory）的主要区别在于电源断电后的数据保存能力：

  1. 非易失性存储器（NVM）：

    • 数据持久性：即使在断电的情况下，数据也能保持不丢失。
    • 常见类型：闪存（如USB闪存盘、固态硬盘）、硬盘驱动器（HDD）、只读存储器（ROM）、磁带等。
    • 应用场景：适用于需要长期保存数据的场合，如计算机硬盘、手机存储、固态硬盘等。

  2. 易失性存储器（Volatile Memory）：

    • 数据持久性：在断电时，存储在其中的数据会丢失。
    • 常见类型：随机存取存储器（RAM），如动态随机存取存储器（DRAM）和静态随机存取存储器（SRAM）。
    • 应用场景：适用于需要高速访问数据但不需要长期保存的场合，如计算机的主内存（RAM）等。

存储介质：Nor Flash（闪存）

时钟频率： 80MHz ；

                   160MHz (Dual SPI)（双重SPI）；

                   320MHz (Quad SPI)（四重SPI）。

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

2.  W25Q64硬件电路

引脚功能
VCC、GND电源（2.7V~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

 3.  W25Q64框图

4.  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，擦除后，所有数据位变为1；

擦除必须按最小擦除单元进行 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

5.  代码编写

5.1  初始化

        首先初始化SPI，可见本文顶部往期回顾链接，初始化SPI：

void W25Q64_Init(void)
{
	MySPI_Init();					//先初始化底层的SPI
}

5.2  W25Q64读取ID号

        对于下图规格书，我们现将其进行宏定义：

#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

        找到其规格书，找到其框住的部分，可以看到其获取ID的指令为9F，并且需要接收到3个字节，我们可以将其流程看做：起始、先交换发送指令9F、随后连续交换接收3个字节、停止。

对于上面三个字节的解读：

        第一个字节是厂商的ID，表示是哪个厂家生产的。

        第二个字节是设备ID，设备ID高八位，表示存储器类型。

        第三个字节也是设备ID，设备ID低八位，表示容量。

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，其中括号内的数据可以为任何数，通常我们使用0xFF，目的是将有用的数据置换过来。
	*DID = MySPI_SwapByte(W25Q64_DUMMY_BYTE);	//交换接收DID高8位，其内数据同上
	*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，其内数据同上，
	MySPI_Stop();								//SPI终止
}

          其中，MID 工厂ID，使用输出参数的形式返回，DID 设备ID，使用输出参数的形式返回。

5.3  W25Q64写使能

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
}

5.4  W25Q64等待忙

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
}

5.5  W25Q64页编程

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
}

5.6  W25Q64扇区擦除（4KB）

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
}

5.7  W25Q64读取数据

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
}

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