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STM32F103标准库开发---SPI实验---读写 W25Q128 外部 Flash
一、实验前期准备
本次实验的 MCU 是 STM32F103C8T6 芯片，通过 SPI 通信实现 W25Q128 的读写操作。
1. 原理图
2. 引脚连接
SPI接口 GPIO端口 CS(片选) PA4 SCLK(时钟) PA5 MISO(数据输入) PA6 MOSI(数据输出) PA7 二、SPI 底层驱动
SPI.c
#include "SPI.h" /* SPI引脚初始化配置 **PA4------CS **PA5------SCLK **PA6------MISO **PA7------MOSI */ static void SPI1_GPIO_Config(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE );//PORTA时钟使能 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5| GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //PA5/6/7复用推挽输出 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //初始化GPIOA GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //PA4推挽输出 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //初始化GPIOA GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7); //初始上拉输出 } //SPI1初始化函数 void SPI1_Init(void) { SPI1_GPIO_Config();//SPI引脚初始化配置 SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_SPI1, ENABLE );//SPI1时钟使能 SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex; //设置SPI单向或者双向的数据模式:SPI设置为双线双向全双工 SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master; //设置SPI工作模式:设置为主SPI SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b; //设置SPI的数据大小:SPI发送接收8位帧结构 SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High; //串行同步时钟的空闲状态为高电平 SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge; //串行同步时钟的第二个跳变沿（上升或下降）数据被采样 SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft; //NSS信号由硬件（NSS管脚）还是软件（使用SSI位）管理:内部NSS信号有SSI位控制 SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_256; //定义波特率预分频的值:波特率预分频值为256 SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB; //指定数据传输从MSB位还是LSB位开始:数据传输从MSB位开始 SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7; //CRC值计算的多项式 SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure); //根据SPI_InitStruct中指定的参数初始化外设SPIx寄存器 SPI_Cmd(SPI1, ENABLE); //使能SPI外设 SPI1_ReadWriteByte(0xFF);//启动传输 } /* SPI的读写操作 **TxData:要写入的字节 **返回值:读取到的字节 */ uint8_t SPI1_ReadWriteByte(uint8_t TxData) { while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET) //检查指定的SPI标志位设置与否:发送缓存空标志位 { //等待发送完成 } SPI_I2S_SendData(SPI1, TxData); //通过外设SPIx发送一个数据 while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET) //检查指定的SPI标志位设置与否:接受缓存非空标志位 { //等待接收完成 } return SPI_I2S_ReceiveData(SPI1); //返回通过SPIx最近接收的数据 }- 1
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SPI.h
#ifndef __SPI_H #define __SPI_H #include "stm32f10x.h" #define SPI_CS(a) if (a) \ GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_4);\ else \ GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_4) void SPI1_Init(void);//SPI1初始化函数 uint8_t SPI1_ReadWriteByte(uint8_t TxData);//SPI1读写函数 #endif- 1
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三、读取 W25Q128 设备 ID
本次实验是：读取 W25Q128 设备 ID，然后通过串口1打印出来。
通过简单的实验来调试，有利于发现问题。
通过W25Q128的数据手册可知其设备ID如下图所示：
W25Q128.c
#include "W25Q128.h" #include "SPI.h" uint8_t W25Q128_ReadWriteByte(uint8_t TxData)//函数包装一下 { return SPI1_ReadWriteByte(TxData); } uint16_t W25Q128_ReadID(void)//读取芯片ID { uint16_t Temp = 0; W25Q128_CS(0); W25Q128_ReadWriteByte(W25X_ManufactDeviceID);//发送读取ID命令 W25Q128_ReadWriteByte(0x00); W25Q128_ReadWriteByte(0x00); W25Q128_ReadWriteByte(0x00); Temp|=W25Q128_ReadWriteByte(0xFF)<<8; Temp|=W25Q128_ReadWriteByte(0xFF); W25Q128_CS(1); return Temp; }- 1
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W25Q128.h
#ifndef __W25Q128_H #define __W25Q128_H #include "stm32f10x.h" //操作指令表 #define W25X_ManufactDeviceID 0x90 //制造商+设备ID #define W25Q128_CS(a) SPI_CS(a) uint8_t W25Q128_ReadWriteByte(uint8_t TxData);//函数包装一下 uint16_t W25Q128_ReadID(void);//读取芯片ID #endif- 1
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main.c
#include#include "Uart1.h" #include "delay.h" #include "SPI.h" #include "W25Q128.h" uint16_t W25Q128_ID=0; int main (void) { Uart1_init(); SPI1_Init(); W25Q128_ID = W25Q128_ReadID(); while(1) { printf("\nW25Q128_ID=0x%X\n",W25Q128_ID); delay_ms(500); } } - 1
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实验结果
接收到 W25Q128 设备ID 为0xEF17
不了解串口通信的朋友，可以看下面这几篇文章
STM32F103标准库开发----Uart串口通信实验----初始化配置
STM32F103标准库开发----Uart串口通信实验----安装串口驱动和串口调试
STM32F103标准库开发----Uart串口通信实验----函数发送和中断接收
STM32F103标准库开发----Uart串口通信实验----printf()函数重定向
STM32F103标准库开发----Uart串口通信实验----程序源码 点击下载
四、读写 W25Q128 外部 Flash
W25Q128.c
#include "W25Q128.h" #include "SPI.h" uint8_t W25Q128_ReadWriteByte(uint8_t TxData)//函数包装一下 { return SPI1_ReadWriteByte(TxData); } uint16_t W25Q128_ReadID(void)//读取芯片ID { uint16_t Temp = 0; W25Q128_CS(0); W25Q128_ReadWriteByte(W25X_ManufactDeviceID);//发送读取ID命令 W25Q128_ReadWriteByte(0x00); W25Q128_ReadWriteByte(0x00); W25Q128_ReadWriteByte(0x00); Temp|=W25Q128_ReadWriteByte(0xFF)<<8; Temp|=W25Q128_ReadWriteByte(0xFF); W25Q128_CS(1); return Temp; } //读取W25Q128的状态寄存器 //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 uint8_t W25Q128_ReadSR(void)//读取状态寄存器 { uint8_t byte=0; W25Q128_CS(0); //使能器件 W25Q128_ReadWriteByte(W25X_ReadStatusReg1); //发送读取状态寄存器命令 byte=W25Q128_ReadWriteByte(0Xff); //读取一个字节 W25Q128_CS(1); //取消片选 return byte; } //写W25Q128状态寄存器 //只有SPR,TB,BP2,BP1,BP0(bit 7,5,4,3,2)可以写!!! void W25Q128_WriteSR(uint8_t sr)//写状态寄存器 { W25Q128_CS(0); //使能器件 W25Q128_ReadWriteByte(W25X_WriteStatusReg1); //发送写取状态寄存器命令 W25Q128_ReadWriteByte(sr); //写入一个字节 W25Q128_CS(1); //取消片选 } void W25Q128_Write_Enable(void) //写使能 { W25Q128_CS(0); W25Q128_ReadWriteByte(W25X_WriteEnable); W25Q128_CS(1); } void W25Q128_Write_Disable(void) //禁止写入 { W25Q128_CS(0); W25Q128_ReadWriteByte(W25X_WriteDisable); W25Q128_CS(1); } void W25Q128_Read(uint8_t* pBuffer,uint32_t ReadAddr,uint16_t NumByteToRead) { W25Q128_CS(0); //使能器件 W25Q128_ReadWriteByte(W25X_ReadData); //发送读取命令 W25Q128_ReadWriteByte((uint8_t)((ReadAddr)>>16)); //发送24bit地址 W25Q128_ReadWriteByte((uint8_t)((ReadAddr)>>8)); W25Q128_ReadWriteByte((uint8_t)ReadAddr); for(uint16_t i=0;i<NumByteToRead;i++) { pBuffer[i]=W25Q128_ReadWriteByte(0XFF); //循环读数 } W25Q128_CS(1); } void W25Q128_Write_Page(uint8_t* pBuffer,uint32_t WriteAddr,uint16_t NumByteToWrite) { W25Q128_Write_Enable(); //SET WEL W25Q128_CS(0); //使能器件 W25Q128_ReadWriteByte(W25X_PageProgram); //发送写页命令 W25Q128_ReadWriteByte((uint8_t)((WriteAddr)>>16)); //发送24bit地址 W25Q128_ReadWriteByte((uint8_t)((WriteAddr)>>8)); W25Q128_ReadWriteByte((uint8_t)WriteAddr); for(uint16_t i=0;i<NumByteToWrite;i++) { W25Q128_ReadWriteByte(pBuffer[i]);//循环写数 } W25Q128_CS(1); //取消片选 W25Q128_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 void W25Q128_Write_NoCheck(uint8_t* pBuffer,uint32_t WriteAddr,uint16_t NumByteToWrite) { uint16_t 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) { W25Q128_Write_Page(pBuffer,WriteAddr,pageremain); if(NumByteToWrite==pageremain) break;//写入结束了 else { 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 W25Q128_BUFFER[4096]; void W25Q128_Write(uint8_t* pBuffer,uint32_t WriteAddr,uint16_t NumByteToWrite) { uint16_t i; uint8_t * W25Q128_BUF; W25Q128_BUF=W25Q128_BUFFER; uint32_t secpos = WriteAddr/4096;//扇区地址 uint16_t secoff = WriteAddr%4096;//在扇区内的偏移 uint16_t secremain = 4096-secoff;//扇区剩余空间大小 if(NumByteToWrite<=secremain) secremain=NumByteToWrite;//不大于4096个字节 while(1) { W25Q128_Read(W25Q128_BUF,secpos*4096,4096);//读出整个扇区的内容 for(i=0;i<secremain;i++)//校验数据 { if(W25Q128_BUF[secoff+i]!=0XFF) break;//需要擦除 } if(i<secremain)//需要擦除 { W25Q128_Erase_Sector(secpos*4096);//擦除这个扇区 for(i=0;i<secremain;i++) //复制 { W25Q128_BUF[i+secoff]=pBuffer[i]; } W25Q128_Write_NoCheck(W25Q128_BUF,secpos*4096,4096);//写入整个扇区 }else W25Q128_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 W25Q128_Erase_Sector(uint32_t Dst_Addr) { W25Q128_Write_Enable(); //SET WEL W25Q128_Wait_Busy(); W25Q128_CS(0); //使能器件 W25Q128_ReadWriteByte(W25X_SectorErase); //发送扇区擦除指令 W25Q128_ReadWriteByte((uint8_t)((Dst_Addr)>>16)); //发送24bit地址 W25Q128_ReadWriteByte((uint8_t)((Dst_Addr)>>8)); W25Q128_ReadWriteByte((uint8_t)Dst_Addr); W25Q128_CS(1); //取消片选 W25Q128_Wait_Busy(); //等待擦除完成 } //擦除整个芯片 //等待时间超长... void W25Q128_Erase_Chip(void) { W25Q128_Write_Enable(); //SET WEL W25Q128_Wait_Busy(); W25Q128_CS(0); //使能器件 W25Q128_ReadWriteByte(W25X_ChipErase); //发送片擦除命令 W25Q128_CS(1); //取消片选 W25Q128_Wait_Busy(); //等待芯片擦除结束 } //等待空闲 void W25Q128_Wait_Busy(void) { while((W25Q128_ReadSR()&0x01)==0x01); // 等待BUSY位清空 } //进入掉电模式 void W25Q128_PowerDown(void) { W25Q128_CS(0); //使能器件 W25Q128_ReadWriteByte(W25X_PowerDown); //发送掉电命令 W25Q128_CS(1); //取消片选 } //掉电唤醒 void W25Q128_WAKEUP(void) { W25Q128_CS(0); //使能器件 W25Q128_ReadWriteByte(W25X_ReleasePowerDown); W25Q128_CS(1); //取消片选 }- 1
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W25Q128.h
#ifndef __W25Q128_H #define __W25Q128_H #include "stm32f10x.h" //操作指令表 #define W25X_WriteEnable 0x06 //写使能 #define W25X_WriteDisable 0x04 //写禁止 #define W25X_ReadStatusReg1 0x05 //读状态寄存器1 #define W25X_ReadStatusReg2 0x35 //读状态寄存器2 #define W25X_ReadStatusReg3 0x15 //读状态寄存器3 #define W25X_WriteStatusReg1 0x01 //写状态寄存器1 #define W25X_WriteStatusReg2 0x31 //写状态寄存器2 #define W25X_WriteStatusReg3 0x11 //写状态寄存器3 #define W25X_ReadData 0x03 //读数据 #define W25X_FastReadData 0x0B //快读 #define W25X_FastReadDual 0x3B //双输出快读 #define W25X_PageProgram 0x02 //页编程 #define W25X_BlockErase 0xD8 //块擦除（64K） #define W25X_SectorErase 0x20 //扇区擦除（4K） #define W25X_ChipErase 0xC7 //芯片擦除 #define W25X_PowerDown 0xB9 //掉电 #define W25X_ReleasePowerDown 0xAB //释放掉电 #define W25X_DeviceID 0xAB //器件ID #define W25X_ManufactDeviceID 0x90 //制造商+设备ID #define W25X_JedecDeviceID 0x9F //电子元件ID #define W25Q128_CS(a) SPI_CS(a) uint8_t W25Q128_ReadWriteByte(uint8_t TxData);//函数包装一下 uint16_t W25Q128_ReadID(void);//读取芯片ID uint8_t W25Q128_ReadSR(void);//读取状态寄存器 void W25Q128_WriteSR(uint8_t sr);//写状态寄存器 void W25Q128_Write_Enable(void);//写使能 void W25Q128_Write_Disable(void);//禁止写入 void W25Q128_Read(uint8_t* pBuffer,uint32_t ReadAddr,uint16_t NumByteToRead); //读取数据 void W25Q128_Write_Page(uint8_t* pBuffer,uint32_t WriteAddr,uint16_t NumByteToWrite);//页写 void W25Q128_Write_NoCheck(uint8_t* pBuffer,uint32_t WriteAddr,uint16_t NumByteToWrite);//无检验写数据，可自动翻页 void W25Q128_Write(uint8_t* pBuffer,uint32_t WriteAddr,uint16_t NumByteToWrite);//写入数据，带擦写功能 void W25Q128_Erase_Sector(uint32_t Dst_Addr);//擦除扇区 void W25Q128_Erase_Chip(void);//擦除整个芯片 void W25Q128_Wait_Busy(void);//等待空闲 void W25Q128_PowerDown(void); //进入掉电模式 void W25Q128_WAKEUP(void);//掉电唤醒 #endif- 1
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#include#include "Uart1.h" #include "delay.h" #include "SPI.h" #include "W25Q128.h" uint16_t W25Q128_ID=0; uint8_t Write_data[20]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20}; uint8_t Read_data[100]; int main (void) { Uart1_init(); SPI1_Init(); W25Q128_ID=W25Q128_ReadID(); W25Q128_Write_Page(Write_data,0x01,20); while(1) { W25Q128_Read(Read_data,0x00,100); for(int i=0;i<100;i++) { printf(" 0x%X ",Read_data[i]); } printf("\nW25Q128_ID=0x%X\n",W25Q128_ID); delay_ms(500); } } - 1
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实验结果
STM32F103标准库开发----SPI实验----基本原理
STM32F103标准库开发----SPI实验----底层驱动程序
STM32F103标准库开发----SPI实验----W25Qxx系列外部Flash芯片 -
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- 原文地址：https://blog.csdn.net/MQ0522/article/details/126337400