如何通過軟件SPI讀寫W25Q64

STM32F1之SPI通信·軟件SPI代碼編寫-CSDN博客

1.? W25Qxx系列簡介

2.? W25Q64硬件電路

?3.??W25Q64框圖

4.? Flash操作注意事項

5.? 代碼編寫

5.1? 初始化

5.2??W25Q64讀取ID號

5.3??W25Q64寫使能

5.4??W25Q64等待忙

5.5??W25Q64頁編程

5.6??W25Q64扇區擦除（4KB）

5.7??W25Q64讀取數據

1.? W25Qxx系列簡介

????????W25Qxx系列是一種低成本、小型化、使用簡單的非易失性存儲器，常應用于數據存儲、字庫存儲、固件程序存儲等場景。

非易失性存儲器（Non-Volatile Memory, NVM）和易失性存儲器（Volatile Memory）的主要區別在于電源斷電后的數據保存能力：

非易失性存儲器（NVM）：

數據持久性：即使在斷電的情況下，數據也能保持不丟失。
常見類型：閃存（如USB閃存盤、固態硬盤）、硬盤驅動器（HDD）、只讀存儲器（ROM）、磁帶等。
應用場景：適用于需要長期保存數據的場合，如計算機硬盤、手機存儲、固態硬盤等。

易失性存儲器（Volatile Memory）：

數據持久性：在斷電時，存儲在其中的數據會丟失。
常見類型：隨機存取存儲器（RAM），如動態隨機存取存儲器（DRAM）和靜態隨機存取存儲器（SRAM）。
應用場景：適用于需要高速訪問數據但不需要長期保存的場合，如計算機的主內存（RAM）等。

存儲介質：Nor Flash（閃存）

時鐘頻率： 80MHz ；

? ? ? ? ? ? ? ? ? ?160MHz (Dual SPI)（雙重SPI）；

? ? ? ? ? ? ? ? ? ?320MHz (Quad SPI)（四重SPI）。

存儲容量（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硬件電路

引腳	功能
VCC、GND	電源（2.7V~3.6V）
CS（SS）	SPI片選
CLK（SCK）	SPI時鐘
DI（MOSI）	SPI主機輸出從機輸入
DO（MISO）	SPI主機輸入從機輸出
WP	寫保護
HOLD	數據保持

?3.??W25Q64框圖

4.? Flash操作注意事項

寫入操作時：

寫入操作前，必須先進行寫使能；

每個數據位只能由1改寫為0，不能由0改寫為1；

寫入數據前必須先擦除，擦除后，所有數據位變為1；

擦除必須按最小擦除單元進行連續寫入多字節時，最多寫入一頁的數據，超過頁尾位置的數據，會回到頁首覆蓋寫入；

寫入操作結束后，芯片進入忙狀態，不響應新的讀寫操作。

讀取操作時：

直接調用讀取時序，無需使能，無需額外操作，沒有頁的限制，讀取操作結束后不會進入忙狀態，但不能在忙狀態時讀取

5.? 代碼編寫

5.1? 初始化

? ? ? ? 首先初始化SPI，可見本文頂部往期回顧鏈接，初始化SPI：

void W25Q64_Init(void)
{MySPI_Init();					//先初始化底層的SPI
}

5.2??W25Q64讀取ID號

? ? ? ? 對于下圖規格書，我們現將其進行宏定義：

#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

? ? ? ? 找到其規格書，找到其框住的部分，可以看到其獲取ID的指令為9F，并且需要接收到3個字節，我們可以將其流程看做：起始、先交換發送指令9F、隨后連續交換接收3個字節、停止。

對于上面三個字節的解讀：

????????第一個字節是廠商的ID，表示是哪個廠家生產的。

? ? ? ? 第二個字節是設備ID，設備ID高八位，表示存儲器類型。

????????第三個字節也是設備ID，設備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);			//交換發送讀取ID的指令*MID = MySPI_SwapByte(W25Q64_DUMMY_BYTE);	//交換接收MID，通過輸出參數返回，其中括號內的數據可以為任何數，通常我們使用0xFF，目的是將有用的數據置換過來。*DID = MySPI_SwapByte(W25Q64_DUMMY_BYTE);	//交換接收DID高8位，其內數據同上*DID <<= 8;									//高8位移到高位*DID |= MySPI_SwapByte(W25Q64_DUMMY_BYTE);	//或上交換接收DID的低8位，通過輸出參數返回，其內數據同上，MySPI_Stop();								//SPI終止
}

????????? 其中，MID 工廠ID，使用輸出參數的形式返回，DID 設備ID，使用輸出參數的形式返回。

5.3??W25Q64寫使能

void W25Q64_WriteEnable(void)
{MySPI_Start();								//SPI起始MySPI_SwapByte(W25Q64_WRITE_ENABLE);		//交換發送寫使能的指令MySPI_Stop();								//SPI終止
}

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);				//交換發送讀狀態寄存器1的指令Timeout = 100000;							//給定超時計數時間while ((MySPI_SwapByte(W25Q64_DUMMY_BYTE) & 0x01) == 0x01)	//循環等待忙標志位{Timeout --;								//等待時，計數值自減if (Timeout == 0)						//自減到0后，等待超時{/*超時的錯誤處理代碼，可以添加到此處*/break;								//跳出等待，不等了}}MySPI_Stop();								//SPI終止
}

5.5??W25Q64頁編程

void W25Q64_PageProgram(uint32_t Address, uint8_t *DataArray, uint16_t Count)
{uint16_t i;W25Q64_WriteEnable();						//寫使能MySPI_Start();								//SPI起始MySPI_SwapByte(W25Q64_PAGE_PROGRAM);		//交換發送頁編程的指令MySPI_SwapByte(Address >> 16);				//交換發送地址23~16位MySPI_SwapByte(Address >> 8);				//交換發送地址15~8位MySPI_SwapByte(Address);					//交換發送地址7~0位for (i = 0; i < Count; i ++)				//循環Count次{MySPI_SwapByte(DataArray[i]);			//依次在起始地址后寫入數據}MySPI_Stop();								//SPI終止W25Q64_WaitBusy();							//等待忙
}

5.6??W25Q64扇區擦除（4KB）

void W25Q64_SectorErase(uint32_t Address)
{W25Q64_WriteEnable();						//寫使能MySPI_Start();								//SPI起始MySPI_SwapByte(W25Q64_SECTOR_ERASE_4KB);	//交換發送扇區擦除的指令MySPI_SwapByte(Address >> 16);				//交換發送地址23~16位MySPI_SwapByte(Address >> 8);				//交換發送地址15~8位MySPI_SwapByte(Address);					//交換發送地址7~0位MySPI_Stop();								//SPI終止W25Q64_WaitBusy();							//等待忙
}

5.7??W25Q64讀取數據

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);			//交換發送讀取數據的指令MySPI_SwapByte(Address >> 16);				//交換發送地址23~16位MySPI_SwapByte(Address >> 8);				//交換發送地址15~8位MySPI_SwapByte(Address);					//交換發送地址7~0位for (i = 0; i < Count; i ++)				//循環Count次{DataArray[i] = MySPI_SwapByte(W25Q64_DUMMY_BYTE);	//依次在起始地址后讀取數據}MySPI_Stop();								//SPI終止
}

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