STM32 W25QXX芯片-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了STM32 W25QXX芯片。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

W25QXX芯片介绍
W25QXX芯片是华邦公司推出的大容量SPI FLASH产品，该系列有W25Q16/32/62/128等。本例程使用W25Q64，W25Q64容量为64Mbits（8M字节）：8MB的容量分为128个块(Block)（块大小为64KB），每个块又分为16个扇区(Sector)（扇区大小为4KB）；W25Q64的最小擦除单位为一个扇区即4KB，因此在选择芯片的时候必须要有4K以上的SRAM（可以开辟4K的缓冲区）。W25Q64的擦写周期多达10万次，具有20年的数据保存期限。

引脚介绍

下面只介绍W25Q64标准SPI接口，因为目前开发板上的封装使用的就是标准SPI接口。

STM32 W25QXX芯片

下表是W25QXX的常用命令表
STM32 W25QXX芯片

2. 硬件设计

D1指示灯用来提示系统运行状态，K_UP按键用来控制W25Q64数据写入，K_DOWN按键用来控制W25Q64数据读取，串口1用来打印写入和读取的数据信息

D1指示灯

K_UP和K_DOWN按键

USART1

SPI

W25Q64

STM32 W25QXX芯片

软件设计
STM32CubeMX设置

RCC设置外接HSE，时钟设置为72M
PC0设置为GPIO推挽输出模式、上拉、高速、默认输出电平为高电平
USART1选择为异步通讯方式，波特率设置为115200Bits/s，传输数据长度为8Bit，无奇偶校验，1位停止位
PA0设置为GPIO输入模式、下拉模式；PE3设置为GPIO输入模式、上拉模式
PG13设置为GPIO推挽输出模式、上拉、高速（片选引脚）名称为W25Q_CS
激活SPI2，不开启NSS，数据长度8位，MSB先输出，分频因子256，CPOL为HIGH，CPHA为第二个边沿，不开启CRC检验，NSS为软件控制

STM32 W25QXX芯片

MDK-ARM编程

在spi.c文件下可以看到SPI2的初始化函数，片选管脚的初始化在gpio.c中

void MX_SPI2_Init(void){
  hspi2.Instance = SPI2;
  hspi2.Init.Mode = SPI_MODE_MASTER;	//设置为主模式
  hspi2.Init.Direction = SPI_DIRECTION_2LINES;	//双线模式
  hspi2.Init.DataSize = SPI_DATASIZE_8BIT;	//	8位数据长度
  hspi2.Init.CLKPolarity = SPI_POLARITY_HIGH;	//串行同步时钟空闲状态为高电平
  hspi2.Init.CLKPhase = SPI_PHASE_2EDGE;	//第二个跳变沿采样
  hspi2.Init.NSS = SPI_NSS_SOFT;	//NSS软件控制
  hspi2.Init.BaudRatePrescaler = SPI_BAUDRATEPRESCALER_256;	//分配因子256
  hspi2.Init.FirstBit = SPI_FIRSTBIT_MSB;	//MSB先行
  hspi2.Init.TIMode = SPI_TIMODE_DISABLE;	//关闭TI模式
  hspi2.Init.CRCCalculation = SPI_CRCCALCULATION_DISABLE;	//关闭硬件CRC校验
  hspi2.Init.CRCPolynomial = 10;
  if (HAL_SPI_Init(&hspi2) != HAL_OK){
    Error_Handler();
  }
}

void HAL_SPI_MspInit(SPI_HandleTypeDef* spiHandle){
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
  if(spiHandle->Instance==SPI2){
  __HAL_RCC_SPI2_CLK_ENABLE();  
  __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
  /**SPI2 GPIO Configuration    
  PB13     ------> SPI2_SCK
  PB14     ------> SPI2_MISO
  PB15     ------> SPI2_MOSI */
  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_13|GPIO_PIN_15;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
  HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_14;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
  }
}

创建按键驱动文件key.c 和相关头文件key.h。
创建包含W25Q64芯片的相关操作函数及驱动函数的文件w25qxx.c和w25qxx.h

#include "w25q64.h"
#include "redirect.h"

/*内部函数声明区*/
static HAL_StatusTypeDef w25q64_Transmit(uint8_t * T_pData, uint16_t T_Size);
static HAL_StatusTypeDef w25q64_Receive(uint8_t * R_pData, uint16_t R_Size);


/*内部函数定义区*/

/*
函数参数：
		1、T_pData：发送数据缓冲区中取出数据发送出去
		2、T_Size ：需要发送的数据的长度
*/
static HAL_StatusTypeDef w25q64_Transmit(uint8_t * T_pData, uint16_t T_Size)
{
	return HAL_SPI_Transmit(&W25Q_SPI, T_pData, T_Size, 0xff);
}

/*
函数参数：
		1、R_pData：接收数据并放置到接收数据缓冲区中
		2、R_Size ：需要接收的数据的长度
*/
static HAL_StatusTypeDef w25q64_Receive(uint8_t * R_pData, uint16_t R_Size)
{
	return HAL_SPI_Receive(&W25Q_SPI, R_pData, R_Size, 0xff);
}

/*
写使能或失能
	参数：
		Type:
			1、为1时使能
			2、为0时失能
*/
HAL_StatusTypeDef Write_En_De(uint8_t Type)
{
	uint8_t cmd;
	HAL_StatusTypeDef STD = HAL_ERROR;
	
	W25Q_CS_Level(0);

	switch(Type)
	{
		case 1:
			cmd = W25Q_W_ENA;
			break;
		case 0:
			cmd = W25Q_W_DIS;
			break;
		default:
			cmd = W25Q_W_DIS;
			break;
	}

	if(w25q64_Transmit(&cmd, 1) == HAL_OK)
	{
		STD = HAL_OK;
	}
	
	W25Q_CS_Level(1);
	return STD;
}

/*
读状态寄存器
	参数：Select
		1、为0时是寄存器1
		2、为1时是寄存器2
	参数：State（指针）
		1、返回的状态标志

	流程：先写入命令，然后读取状态
*/
HAL_StatusTypeDef Read_State_Reg(uint8_t Select, uint8_t* State)
{
	uint8_t cmd[4] = {0,0,0,0};
	HAL_StatusTypeDef STD = HAL_ERROR;
	
	W25Q_CS_Level(0);
	
	switch(Select)
	{
		case 0:
			cmd[0] = W25Q_R_STA_REG1;
			break;
		case 1:
			cmd[0] = W25Q_R_STA_REG2;
			break;
		default:
			cmd[0] = W25Q_R_STA_REG1;
			break;
	}
		
	if(w25q64_Transmit(cmd, 4) == HAL_OK)
	{
		if(w25q64_Receive(State,1) == HAL_OK)
		{
			STD = HAL_OK;
		}
	}

	W25Q_CS_Level(1);
	
	return STD;
}

/*
判忙
		用处：判断当前flash是否在忙碌状态
*/
void Judge_Busy(void)
{
	uint8_t State;	
	do{
		Read_State_Reg(0, &State);	//不要用指针类型局部变量传进去，必被卡死
		State &= 0x01;
	}while(State == 0x01);
}


/*
写状态寄存器
	参数：State（数组指针）
	参数解释：长度为两个字节的数组指针，
						第一个字节写入状态寄存器1；
						第二个字节写入状态寄存器2。

	流程：先写命令，再写状态
*/
HAL_StatusTypeDef Write_State_Reg(uint8_t * State)
{
	uint8_t cmd = W25Q_W_STA_REG_;
	HAL_StatusTypeDef STD = HAL_ERROR;
	
	Judge_Busy();
	Write_En_De(1);	
	W25Q_CS_Level(0);
//	Judge_Busy();
	
	if(w25q64_Transmit(&cmd, 1) == HAL_OK)
	{
		if(w25q64_Transmit(State, 2) == HAL_OK)
		{
			STD = HAL_OK;
		}
	}
	
	W25Q_CS_Level(1);
	Write_En_De(0);	
	return STD;
}

/*
读数据
			参数：R_Addr
						1、读取数据的地址
			参数：R_Data(数组指针)
						1、获取读取的数据
			参数：R_Size
						1、读取的数据的大小
*/
HAL_StatusTypeDef Read_Data(uint32_t R_Addr, uint8_t * R_Data, uint16_t R_Size)
{
	uint8_t cmd = W25Q_R_Dat;
	HAL_StatusTypeDef STD = HAL_ERROR;
	
	R_Addr <<= 8;	//只要24位，3个字节
	
	Judge_Busy();	//判忙
	W25Q_CS_Level(0);
//	Judge_Busy();
	
	if(w25q64_Transmit(&cmd, 1) == HAL_OK)
	{
		if(w25q64_Transmit((uint8_t *)&R_Addr, 3) == HAL_OK)
		{
			if(w25q64_Receive(R_Data,R_Size) == HAL_OK)
			{
				STD = HAL_OK;
			}
		}
	}
	
	W25Q_CS_Level(1);
	
	return STD;
}


/*
页编程
	页的描述：1字节到 256 字节（一页）
	页写的前提条件：编程之前必须保证额你存空间是0xff,
									所以得先进行擦除（擦除后模式全为1）
	页写的注意事项：进行页编程时，如果数据字节数超过了 256 字节，
									地址将自动回到页的起始地址，覆盖掉之前的数据。

	参数：WriteAddr
				1、地址，三个字节地址
	参数：PW_Data（数组指针）
				1、要写入的数据，长度根据PW_size来定
				2、高位先传
	参数：PW_Size
				2、要写入的数据长度

	流程：先开写使能、判忙，再写命令，
				再写3个字节的地址，后写入数据，最后写失能
*/

HAL_StatusTypeDef Page_Write(uint32_t WriteAddr, uint8_t * PW_Data, uint16_t PW_Size)
{
	uint8_t cmd = W25Q_Page_Program;
	HAL_StatusTypeDef STD = HAL_ERROR;
	
	WriteAddr <<= 8;	//只要24位，3个字节
	
	Judge_Busy();	//判忙
	Write_En_De(1);	
	Judge_Busy();

	W25Q_CS_Level(0);

	if(w25q64_Transmit(&cmd, 1) == HAL_OK)
	{
		if(w25q64_Transmit((uint8_t *)&WriteAddr, 3) == HAL_OK)
		{
			if(w25q64_Transmit(PW_Data, PW_Size) == HAL_OK)
			{
				STD = HAL_OK;
			}
		}
	}

	W25Q_CS_Level(1);
	Judge_Busy();
	
	return STD;
}



/*
扇区擦除
	扇区的描述：W25Q64总共8MB,分为128块(每块64KB)，
							每块16个扇区，每个扇区4K个字节。
	扇区的备注：W25Q64的最小擦除单位就是一个扇区
							所以至少给芯片开辟一个4KB的缓存区，
							以防止一次性删除太多，而丢失数据。(显然单片机不会给他开辟这么大的空间)
	
	参数：Sector_Addr
				1、扇区地址，以4KB为单位寻址
				2、高位先发
*/
HAL_StatusTypeDef Sector_Erase(uint32_t Sector_Addr)
{
	uint8_t cmd = W25Q_Sector_Erase;
	HAL_StatusTypeDef STD = HAL_ERROR;
	
	//一个扇区有4KB的大小，
	//为了使找到对应的扇区地址，所以要乘以4KB
	Sector_Addr *= (1<<12);
	Sector_Addr <<= 8;	//只需要24位表示地址，并且高位先传
	
	Judge_Busy();
	Write_En_De(1);	
	W25Q_CS_Level(0);

	if(w25q64_Transmit(&cmd, 1) == HAL_OK)
	{
		if(w25q64_Transmit((uint8_t *)&Sector_Addr, 3) == HAL_OK)
		{
			STD = HAL_OK;
		}
	}

	W25Q_CS_Level(1);
	
	Judge_Busy();
	
	return STD;
}



/*
块擦除
	块的描述：W25Q64有8MB的容量，而8MB有128个块，所以1块有64kB的大小，
						所以这个函数一次能擦除64KB的大小。
	
	参数：Block_Addr
				1、块地址，共128个块，对应128个地址，以64K为单位寻址
				2、高位先传

	流程：先开写使能、判忙，再写命令，
				再写3个字节的地址，最后写失能
*/
HAL_StatusTypeDef	Block_Erase(uint32_t Block_Addr)
{
	uint8_t cmd = W25Q_Block_Erase;
	HAL_StatusTypeDef STD = HAL_ERROR;
	
	//总共有128个块，而一个块有64KB的大小，
	//为了使找到对应的块地址，所以要乘以64KB
	Block_Addr *= (1<<16);
	Block_Addr <<= 8;	//只需要24位表示地址，并且高位先传
	
	Judge_Busy();
	Write_En_De(1);	
	Judge_Busy();
	W25Q_CS_Level(0);

	if(w25q64_Transmit(&cmd, 1) == HAL_OK)
	{
		if(w25q64_Transmit((uint8_t *)&Block_Addr, 3) == HAL_OK)
		{
			STD = HAL_OK;
		}
	}
	
	W25Q_CS_Level(1);
	Judge_Busy();
	return STD;
}


/*
全片擦除
	描述：直接把芯片全部擦除
*/
HAL_StatusTypeDef Full_Erase(void)
{
	uint8_t cmd = W25Q_Full_Erase;
	HAL_StatusTypeDef STD = HAL_ERROR;
	
	Judge_Busy();
	Write_En_De(1);	
	W25Q_CS_Level(0);

	if(w25q64_Transmit(&cmd, 1) == HAL_OK)
	{
		STD = HAL_OK;
	}

	W25Q_CS_Level(1);
	Judge_Busy();
	
	return STD;
}


/*
读ID
	描述：读3个字节分别是生产厂家、存储器类型、容量
*/
HAL_StatusTypeDef Read_Jedec_ID(uint8_t * R_Jedec_ID)
{
	uint8_t cmd = W25Q_JEDEC_ID;
	HAL_StatusTypeDef STD = HAL_ERROR;
	
	Judge_Busy();
	W25Q_CS_Level(0);
//	Judge_Busy();
	
	if(w25q64_Transmit(&cmd, 1) == HAL_OK)
	{
		if(w25q64_Receive(R_Jedec_ID, 3) == HAL_OK)
		{
			STD = HAL_OK;
		}
	}
	
	W25Q_CS_Level(1);

	return STD;
}

#ifndef W25Q64__H__
#define W25Q64__H__

#include "spi.h"

/*句柄重命名*/
#define W25Q_SPI					hspi2

/*片选引脚定义与函数调用*/
#define W25Q_CS_Pin 			GPIO_PIN_0
#define W25Q_CS_Port			GPIOC

#define W25Q_CS_Level(_CS_STATE__)		HAL_GPIO_WritePin(W25Q_CS_Port, W25Q_CS_Pin, (GPIO_PinState)_CS_STATE__)

//#define W25Q_CS_Level(_CS_STATE__) (*((volatile unsigned int *)(0x42000000+((uint32_t)&GPIOC->ODR-0x40000000)*32+0*4))) = _CS_STATE__

#define W25Q_W_ENA				0x06		//写使能
#define W25Q_W_DIS				0x04		//写禁止

#define W25Q_R_Dat				0x03		//读数据

#define W25Q_R_STA_REG1		0x05		//读状态寄存器1，紧跟着的字节就是当前状态
#define	W25Q_R_STA_REG2		0x35		//读状态寄存器2，紧跟着的字节就是当前状态

#define W25Q_W_STA_REG_		0x01		//写状态寄存器,写入两个字节,分别到寄存器1,和寄存器2

#define W25Q_Page_Program 0x02		//页编程，先跟3个地址字节，再跟一个数据字节

#define W25Q_Block_Erase	0xD8		//块擦除64k，三个地址字节

#define W25Q_Sector_Erase	0x20		//扇区擦除，跟三个地址

#define W25Q_Full_Erase		0xC7		//全片擦除
												//0x60
												
#define W25Q_Susp_Erase		0x75		//暂停擦除

#define W25Q_Rest_Erase		0x7A		//恢复擦除

#define W25Q_PowDow_Mode	0xB9		//掉电模式

#define W25Q_HPer_Mode		0xA3		//高性能模式

#define W25Q_JEDEC_ID			0x9F		//读3个字节分别是生产厂家、存储器类型、容量

/*写使能或失能*/
HAL_StatusTypeDef Write_En_De(uint8_t Type);

/*读状态寄存器*/
HAL_StatusTypeDef Read_State_Reg(uint8_t Select, uint8_t* State);

/*判忙*/
void Judge_Busy(void);

/*写状态寄存器*/
HAL_StatusTypeDef Write_State_Reg(uint8_t * State);

/*读数据*/
HAL_StatusTypeDef Read_Data(uint32_t R_Addr, uint8_t * R_Data, uint16_t R_Size);

/*页写*/
HAL_StatusTypeDef Page_Write(uint32_t WriteAddr, uint8_t * PW_Data, uint16_t PW_Size);

/*扇区擦除*/
HAL_StatusTypeDef Sector_Erase(uint32_t Sector_Addr);

/*块擦除*/
HAL_StatusTypeDef	Block_Erase(uint32_t Block_Addr);

/*全片擦除*/
HAL_StatusTypeDef Full_Erase(void);

/*读ID*/
HAL_StatusTypeDef Read_Jedec_ID(uint8_t * R_Jedec_ID);


#endif /*W25Q64__H__*/

main.c文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-414804.html

头文件

#include "w25q64.h"

变量

uint8_t device_id[3];
uint8_t read_buf[10] = {0};
uint8_t write_buf[10] = {0};
int i;

代码主体

	
  Read_Jedec_ID((uint8_t *)device_id);
  printf("W25Q64 ID 0x%x, 0x%x, 0x%x\r\n", device_id[0], device_id[1], device_id[2]);

  /* 为了验证，首先读取要写入地址处的数据 */
  printf("-------- read data before write -----------\r\n");
  Read_Data(0, read_buf, 10);

  for(i = 0; i < 10; i++) 
  {
    printf("[0x%08x]:0x%02x\r\n", i, *(read_buf+i));
  }

  /* 擦除该扇区 */
  printf("\r\n-------- erase sector 0 -----------\r\n");
  Sector_Erase(0);

  /* 再次读数据 */
  printf("-------- read data after erase -----------\r\n");
  Read_Data(0, read_buf, 10);
  for(i = 0; i < 10; i++)
  {
    printf("[0x%08x]:0x%02x\r\n", i, *(read_buf+i));
  }

  /* 写数据1，擦除扇区后的写入 */
  printf("\r\n-------- write data 11111 -----------\r\n");
  for(i = 0; i < 10; i++)
  {
    write_buf[i] = i;
  }
  Page_Write(0, write_buf, 10);

  /* 再次读数据 */
  printf("-------- read data after write -----------\r\n");
  Read_Data(0, read_buf, 10);
  for(i = 0; i < 10; i++)
  {
    printf("[0x%08x]:0x%02x\r\n", i, *(read_buf+i));
  }
	
//	Sector_Erase(0);
  /* 写数据2，未擦除连续写入，观察未擦除能否写入 */
  printf("\r\n-------- write data 22222 -----------\r\n");
  for(i = 0; i < 10; i++)
  {
    write_buf[i] = i*16;
  }
  Page_Write(0, write_buf, 10);

  /* 再次读数据 */
  printf("-------- read data after write -----------\r\n");
  Read_Data(0, read_buf, 10);
  for(i = 0; i < 10; i++)
  {
    printf("[0x%08x]:0x%02x\r\n", i, *(read_buf+i));
  }

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