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标题: 细说STM32F407单片机轮询方式读写SPI FLASH W25Q16BV [打印本页]
作者: 耶耶耶耶耶 时间: 2024-12-25 16:58
标题: 细说STM32F407单片机轮询方式读写SPI FLASH W25Q16BV
目次
一、工程设置
1、时钟、DEBUG
2、GPIO
3、SPI2
4、USART6
5、NVIC
二、软件设计
1、FALSH
(1)w25flash.h
(2) w25flash.c
1)W25Q16基本操纵指令
2)盘算所在的辅助功能函数
3)器件、块、扇区擦除函数
4)存储区读写函数
2、KEY_LED
3、spi.h
4、spi.c
5、main.c
三、下载与运行
本文旨在说明STM32F407单片机通过SPI2扩展FLASH W25Q16BV,对FLASH进行读ID、写操纵、读操纵、擦除操纵。利用的是旺宝红龙开发板STM32F407ZGT6 KIT V1.0。利用开发板上的按键S2、S3、S4、S5、S6依此实验擦除芯片、擦除BLOCK0、写、读操纵、MCU复位。利用开发板上的D1、D2、D3、D4作为动作指示灯。通过串口USART6把操纵状态表现到串口助手上。资源利用详见工程设置。
工程里创建FLASH目次,包罗w25flash.c、w25flash.h。
工程依旧创建KEY_LED目次,包罗keyled.c、keyled.h。关于如何在工程中创建目次并添加文件以及keyled.c、keyled.h详见作者的其他文章。
其它资料可以参考本文作者的其他文章:细说STM32F407单片机SPI底子知识_stm32f407 spi2-CSDN博客 https://wenchm.blog.csdn.net/article/details/144376346
细说Flash存储芯片W25Q128FW和W25Q16BV_flash拓展所在寄存器0xc5-CSDN博客 https://wenchm.blog.csdn.net/article/details/144398492
一、工程设置
1、时钟、DEBUG
外部时钟,25MHz,设置到HCLK=168MHz,PCLK1=42MHz,PCLK2=84MHz,其它,都设置成168MHz。
DEBUG,选择serial wire。
2、GPIO
项目工程利用了开发板的按键S2、S3、S4、S5、S6,和开发板上的LED灯D1、D2、D3、D4。具体设置如下表:
用户标签
| 开发板
| 引脚名称
| 引脚功能
| GPIO模式
| 默认电平
| 上拉
或下拉
|
LED1
| D1
| PA6
| GPIO_Output
| 推挽输出
| High,MCU输出低电平时灯亮
| 上拉
|
LED2
| D2
| PA4
| GPIO_Output
| 推挽输出
| High,MCU输出低电平时灯亮
| 上拉
|
LED3
| D3
| PB6
| GPIO_Output
| 推挽输出
| High,MCU输出低电平时灯亮
| 上拉
|
LED4
| D4
| PC6
| GPIO_Output
| 推挽输出
| High,MCU输出低电平时灯亮
| 上拉
|
KeyUp
| S2
| PA0
| GPIO_Input
| 输入
| 按键输入低电平
| 上拉
|
KeyDown
| S3
| PD3
| GPIO_Input
| 输入
| 按键输入低电平
| 上拉
|
KeyLeft
| S4
| PF7
| GPIO_Input
| 输入
| 按键输入低电平
| 上拉
|
KeyRight
| S5
| PF6
| GPIO_Input
| 输入
| 按键输入低电平
| 上拉
|
| S6
| NRST
| GPIO_Input
| 输入
| 按键复位
| 上拉
|
3、SPI2
MCU的SPI2与FLASH的连接原理图,详见参考文章。管脚设置见下表:
用户标签
| 开发板
标识
| 引脚名称
| 引脚功能
| GPIO模式
| 默认电平
| 上拉
或下拉
|
FLASH_CS
| FLASH_CS
| PC13
| GPIO_Output片选
| 推挽输出
| High
| 上拉
|
SPI2_SCK
| SPI_SCK
| PB10
| 时钟
| Alternate Function
| High
| No |
SPI2_MOSI
| SPI_MOSI
| PB15
| MOSI数据线
| Alternate Function
| High
| No |
SPI2_MISO
| SPI_MISO
| PB14
| MISO数据线 | Alternate Function
| High
| No |
4、USART6
115200、8、None、1,其它参数默认。占用管脚PG14、PG9。
5、NVIC
不设置停止,但把Time Base的优先级修改为0。
二、软件设计
1、FALSH
创建一个名为FLASH的子目次,创建文件w25flash.h和w25flash.c,并将其存放在这个子目次里。 将W25Q16常用的一些功能编写为函数,也就是实现W25Q16常用操纵指令,例如擦除芯片、擦除扇区、读取数据、写入数据等。
注意W25Q16驱动步调与SPI接口的HAL驱动步调的区别。SPI的HAL驱动步调实现了SPI接口数据传输的基本功能,是SPI硬件层的驱动;而W25Q16驱动步调则是根据W25Q16的指令定义,实现器件具体功能操纵的一系列函数。W25Q16驱动步调要用到SPI硬件层的HAL驱动步调,要通过SPI的HAL驱动步调实现数据帧的收发。
W25Q16驱动步调涉及的硬件接口包括SPI接口和CS信号,驱动步调应该能很容易地移植到其他电路板上,所以在文件开头定义了硬件接口相关的宏。
- 为CS信号连接的GPIO引脚定义了表现GPIO端口和引脚号的宏CS_PORT和CS_PIN,定义了两个宏函数__Select_Flash()和__Deselect_Flash()用于对CS置位和复位。
- W25Q16器件连接的SPI接口定义为宏SPI_HANDLE,这里指向文件spi.h中的变量hspi2,也就是表现SPI2接口的外设对象变量。在驱动步调的全部函数内部都利用宏SPI_HANDLE表现SPI2接口。
这样定义硬件接口后,假如要将这个驱动步调移植到其他开发板上操纵W25Q16,只需修改这3个宏的定义即可。
文件w25flash.h中的函数分为几组,这些函数就是W25Q16常用指令的实现。文件w25flash.c的全部代码有400多行,这里就不全部表现出来了,只选择其中一些范例的函数进行解释说明。
文件w25flash.h是W25Q16驱动步调的头文件,定义了一些宏和函数。这个文件的完备代码如下:
(1)w25flash.h
- /* 文件: w25flash.h
- * 功能描述: Flash 存储器W25Q16的驱动程序
- * 作者:
- * 移植:
- * 修改日期:2019-06-05
- * 移植日期:2024-12-09
- * W25Q16BV 芯片参数: 2M字节,24位地址线
- * 分为32个Block,每个Block 64K字节
- * 一个Block又分为16个Sector,共512个Sector,每个Sector 4K字节
- * 一个Sector又分为16个Page,共8192个Page,每个Page 256字节
- * 写数据操作的基本单元是Page,一次连续写入操作不能超过一个Page的范围。写的Page必须是擦除过的。
- */
- #ifndef _W25FLASH_H
- #define _W25FLASH_H
- #include "stm32f4xx_hal.h"
- #include "spi.h" //使用其中的变量 hspi1,表示SPI1接口
- /* W25Q16硬件接口相关的部分:CS引脚和SPI接口 ,若电路不同,更改这部分配置即可*/
- // Flash_CS -->PC13, 片选信号CS操作的宏定义函数
- #define CS_PORT GPIOC
- #define CS_PIN GPIO_PIN_13
- #define SPI_HANDLE hspi1 //SPI接口对象,使用spi.h中的变量 hspi1
- #define __Select_Flash() HAL_GPIO_WritePin(CS_PORT, CS_PIN, GPIO_PIN_RESET) //CS=0
- #define __Deselect_Flash() HAL_GPIO_WritePin(CS_PORT, CS_PIN, GPIO_PIN_SET) //CS=1
- //===========Flash存储芯片W25Q16的存储容量参数================
- #define FLASH_PAGE_SIZE 256 //一个Page是256字节
- #define FLASH_SECTOR_SIZE 4096 //一个Sector是4096字节
- #define FLASH_SECTOR_COUNT 512 //总共512个Sector
- //=======1. SPI 基本发送和接收函数,阻塞式传输============
- HAL_StatusTypeDef SPI_TransmitOneByte(uint8_t byteData); //SPI接口发送一个字节
- HAL_StatusTypeDef SPI_TransmitBytes(uint8_t* pBuffer, uint16_t byteCount); //SPI接口发送多个字节
- uint8_t SPI_ReceiveOneByte(); //SPI接口接收一个字节
- HAL_StatusTypeDef SPI_ReceiveBytes(uint8_t* pBuffer, uint16_t byteCount); //SPI接口接收多个字节
- //=========2. W25Qxx 基本控制指令==========
- // 0xEF14,表示芯片型号为W25Q16BV, Winbond,0x90指令
- // 0xEF16,表示芯片型号为W25Q64JV, Winbond,0x90指令
- // 0xEF17,表示芯片型号为W25Q128JV, Winbond,0x90指令
- // 根据FLASH数据修改此处,比如:
- // 0xC817,表示芯片型号为GD25Q128,ELM,用过
- // 0x1C17,表示芯片型号为EN25Q128,台湾EON
- // 0xA117,表示芯片型号为FM25Q128,复旦微电子
- // 0x2018,表示芯片型号为N25Q128,美光
- // 0x2017,表示芯片型号为XM25QH128,武汉新芯,用过
- uint16_t Flash_ReadID(void); // Command=0x90, Manufacturer/Device ID
- uint64_t Flash_ReadSerialNum(uint32_t* High32, uint32_t* Low32); //Command=0x4B, Read Unique ID, 64-bit
- // W25Q16无此指令
- // HAL_StatusTypeDef Flash_WriteVolatile_Enable(void); //Command=0x50: Write Volatile Enable
- HAL_StatusTypeDef Flash_Write_Enable(void); //Command=0x06: Write Enable, 使WEL=1
- HAL_StatusTypeDef Flash_Write_Disable(void); //Command=0x04, Write Disable,使WEL=0
- uint8_t Flash_ReadSR1(void); //Command=0x05: Read Status Register-1,返回寄存器SR1的值
- uint8_t Flash_ReadSR2(void); //Command=0x35: Read Status Register-2,返回寄存器SR2的值
- void Flash_WriteSR1(uint8_t SR1); //Command=0x01: Write Status Register, 只写SR1的值,禁止写状态寄存器
- uint32_t Flash_Wait_Busy(void); //读状态寄存器SR1,等待BUSY变为0,返回值是等待时间
- void Flash_PowerDown(void); //Command=0xB9: Power Down
- void Flash_WakeUp(void); //Command=0xAB: Release Power Down
- //========3. 计算地址的辅助功能函数========
- //根据Block 绝对编号获取地址,共32个Block
- uint32_t Flash_Addr_byBlock(uint8_t BlockNo);
- //根据Sector 绝对编号获取地址,共512个Sector
- uint32_t Flash_Addr_bySector(uint16_t SectorNo);
- //根据Page 绝对编号获取地址,共8192个Page
- uint32_t Flash_Addr_byPage(uint16_t PageNo);
- //根据Block编号,和内部Sector编号计算地址,一个Block有16个Sector,
- uint32_t Flash_Addr_byBlockSector(uint8_t BlockNo, uint8_t SubSectorNo);
- //根据Block编号,内部Sector编号,内部Page编号计算地址
- uint32_t Flash_Addr_byBlockSectorPage(uint8_t BlockNo, uint8_t SubSectorNo, uint8_t SubPageNo);
- //将24位地址分解为3个字节
- void Flash_SpliteAddr(uint32_t globalAddr, uint8_t* addrHigh, uint8_t* addrMid,uint8_t* addrLow);
- //=======4. chip、Block,Sector擦除函数============
- //Command=0xC7: Chip Erase, 擦除整个器件,大约4秒
- void Flash_EraseChip(void);
- //Command=0xD8: Block Erase(64KB) 擦除整个Block, globalAddr是全局地址,耗时大约150ms
- void Flash_EraseBlock64K(uint32_t globalAddr);
- //Command=0x20: Sector Erase(4KB) 扇区擦除, globalAddr是扇区的全局地址,耗时大约30ms
- void Flash_EraseSector(uint32_t globalAddr);
- //=========5. 数据读写函数=============
- //Command=0x03, 读取一个字节,任意全局地址
- uint8_t Flash_ReadOneByte(uint32_t globalAddr);
- //Command=0x03, 连续读取多个字节,任意全局地址
- void Flash_ReadBytes(uint32_t globalAddr, uint8_t* pBuffer, uint16_t byteCount);
- //Command=0x0B, 高速连续读取多个字节,任意全局地址, 速度大约是常规读取的2倍
- void Flash_FastReadBytes(uint32_t globalAddr, uint8_t* pBuffer, uint16_t byteCount);
- //Command=0x02: Page program 对一个Page写入数据(最多256字节), globalAddr是初始位置的全局地址,耗时大约3ms
- void Flash_WriteInPage(uint32_t globalAddr, uint8_t* pBuffer, uint16_t byteCount);
- //从某个Sector的起始地址开始写数据,数据可能跨越多个Page,甚至跨越Sector,总字节数byteCount不能超过64K,也就是一个Block的大小
- void Flash_WriteSector(uint32_t globalAddr, const uint8_t* pBuffer, uint16_t byteCount);
- #endif
复制代码 定义了4个SPI基本发送和接收函数,用于传输1字节或多字节,接收1字节或多字节。这几个函数实际上就是调用了SPI的HAL驱动步调中阻塞式数据传输函数HAL_SPI_Transmit()和HAL SPI_Receive()。在封装为W25Q16驱动步调的函数时,内部直接利用宏SPI_HANDLE替换了具体的hspil,利用宏定义常量MAX_TIMEOUT作为超时等候时间,这样可以简化函数的调用,因为这几个基本的传输函数在其他函数里被大量调用。
(2) w25flash.c
1)W25Q16基本操纵指令
W25Q16的每个函数对应于W25Q16的一个指令。例如:
读器件ID的函数Flash ReadID()就是实现了指令码为0x90的指令;FlashWrite_Enable()函数实现了“写使能”(指令码0x06)指令;Flash_Wait_Busy()函数读取状态寄存器SR1,判定BUSY位是否为0,直到BUSY为0时才退出。
Flash_Write_Enable()和Flash_Wait_Busy()是在其他指令操纵函数里经常用到的,例如擦除芯片、擦除扇区、写数据等操纵之前必须实验“写使能”指令。一些比较耗时间的操纵实验后,必须等候状态寄存器SR1的BUSY位变为0,也就是必要调用函数Flash_Wait_Busy()。
这些函数的代码解释了通过一个函数实现一个指令操纵的方法,它们就是根据指令定义以及相应的指令时序图,通过片选信号CS的控制以及SPI接口的字节数据发送和接收来实现一个指令的操纵。例如,函数Flash_ReadID()实验查询芯片的制造商和器件ID的指令,指令码0x90。步调先实验宏函数__Select_Flash()使片选信号CS为低电平,从而开始一次SPI传输。然后,按照指令0x90的定义依次发送4个字节数据0x90、0x00、0x00、0x00,其中0x90是指令码,中间两个0x00是dummy字节,末了一个0x00是特定的。末了,W25Q16会返回2字节数据,依次接收这2字节数据,就能得到制造商和器件ID信息。
函数Flash_Wait_Busy()是用于判定状态寄存器SR1的BUSY位是否为0的,所以必要调用函数Flash_ReadSR1()读取状态寄存器SR1的内容,直到BUSY位变为0时,函数才退出。
2)盘算所在的辅助功能函数
W25Q16的一些指令必要利用24位的绝对所在,例如块擦除、读数据等指令都必要提供24位绝对所在。直接记住或推算所在是比较贫苦的,在利用Flash的存储空间时,一般以块、扇区、页为单位进行管理,直接根据块、扇区、页的编号盘算所在是比较实用的。所以,我们在驱动步调中定义了几个辅助函数,用于根据块、扇区、页的编号盘算24位绝对所在,还可以将24位绝对所在分解为3字节数据,便于在指令中利用。
3)器件、块、扇区擦除函数
定义了器件擦除、块擦除和扇区擦除指令的操纵函数,其中块擦除和扇区擦除指令必要起始所在。例如,扇区擦除的函数是Flash_EraseSector()。在擦除操纵之前,必须实验“写使能”指令,使状态寄存器SR1的WEL位变为1,并且等候BUSY位变为0的时间,才能开始发送擦除操纵指令。擦除指令发送结束后,器件实验擦除操纵,在此期间BUSY位为1,需等候BUSY位变为0之后,才能退出函数。
实验擦除操纵后的Flash存储区域数据为0xFF。向存储区域写数据时,必须是擦除后的区域才能写入数据,否则写入无效。所以,一个存储区域只能有效写入一次,下次再写入之前必须先擦除。从存储区读出数据的次数是无限定的。
4)存储区读写函数
“读数据”指令(指令码0x03)可以从任何一个24位所在开始读取1字节或一连多字节的数据,由此定义了两个函数Flash_ReadOneByte()和Flash_ReadBytes()。
写数据利用“页编程”指令(指令码0x02),由此定义函数Flash_WriteInPage()用于向一个页内写入数据。
利用函数Flash_ReadBytes(读取数据时,起始所在可以是任何所在,读取的数据长度也可以凌驾页的容量,也就是可以凌驾256字节,最多可一连读取65536字节。利用函数Flash_WriteInPage()写入数据时必要注意以下几点。
- 一次的写数据操纵是限定在一个页范围内的,所以一次写入数据长度最多256字节。
- 起始所在可以是任何所在,但写数据的偏移所在凌驾页的边界后,会从该页的开始所在继续写。所以,起始所在为页的开始所在时,最多可写入256字节。
- 写入数据的存储区域必须是擦除过的,也就是存储内容是0xFF,否则写入数据无效。所以一个页只能写入一次,下次再写之前,必要先擦除页。W25Q16擦除的最小单位是扇区。
驱动步调中还有一个函数Flash_WriteSector(),它可以从一个扇区的起始所在开始写入不凌驾64KB的数据。这个函数内部会先擦除必要用到的扇区,然后将数据按页的大小分解,调用Flash_WriteInPage()逐个页写入数据。
- /* 文件: w25flash.c
- * 功能描述: Flash 存储器W25Q16的驱动程序
- * 作者:
- * 移植:
- * 修改日期:2019-06-05
- * 移植日期:2024-12-10
- */
- #include "w25flash.h"
- #define MAX_TIMEOUT 200 //SPI轮询操作时的最大等待时间,ms
- //SPI接口发送一个字节,byteData是需要发送的数据
- HAL_StatusTypeDef SPI_TransmitOneByte(uint8_t byteData)
- {
- return HAL_SPI_Transmit(&SPI_HANDLE, &byteData, 1, MAX_TIMEOUT);
- }
- //SPI接口发送多个字节, pBuffer是发送数据缓存区指针,byteCount是发送数据字节数,byteCount最大256
- HAL_StatusTypeDef SPI_TransmitBytes(uint8_t* pBuffer, uint16_t byteCount)
- {
- return HAL_SPI_Transmit(&SPI_HANDLE, pBuffer, byteCount, MAX_TIMEOUT);
- }
- //SPI接口接收一个字节,返回接收的一个字节数据
- uint8_t SPI_ReceiveOneByte()
- {
- uint8_t byteData=0;
- HAL_SPI_Receive(&SPI_HANDLE, &byteData, 1, MAX_TIMEOUT);
- return byteData;
- }
- //SPI接口接收多个字节,pBuffer是接收数据缓存区指针,byteCount是需要接收数据的字节数
- HAL_StatusTypeDef SPI_ReceiveBytes(uint8_t* pBuffer, uint16_t byteCount)
- {
- return HAL_SPI_Receive(&SPI_HANDLE, pBuffer, byteCount, MAX_TIMEOUT);
- }
- //Command=0x05: Read Status Register-1,返回寄存器SR1的值
- uint8_t Flash_ReadSR1(void)
- {
- uint8_t byte=0;
- __Select_Flash(); //CS=0
- SPI_TransmitOneByte(0x05); //Command=0x05: Read Status Register-1
- byte=SPI_ReceiveOneByte();
- __Deselect_Flash(); //CS=1
- return byte;
- }
- //Command=0x35: Read Status Register-2,返回寄存器SR2的值
- uint8_t Flash_ReadSR2(void)
- {
- uint8_t byte=0;
- __Select_Flash(); //CS=0
- SPI_TransmitOneByte(0x35); //Command=0x35: Read Status Register-2
- byte=SPI_ReceiveOneByte(); //读取一个字节
- __Deselect_Flash(); //CS=1
- return byte;
- }
- //Command=0x01: Write Status Register,只写SR1的值
- //耗时大约10-15ms
- void Flash_WriteSR1(uint8_t SR1)
- {
- Flash_Write_Enable(); //必须使 WEL=1
- __Select_Flash(); //CS=0
- SPI_TransmitOneByte(0x01); //Command=0x01:Write Status Register,只写SR1的值
- SPI_TransmitOneByte(0x00); //SR1的值
- // SPI_WriteOneByte(0x00); //SR2的值, 只发送SR1的值,而不发送SR2的值,QE和CMP将自动被清零
- __Deselect_Flash(); //CS=1
- Flash_Wait_Busy(); //耗时大约10-15ms
- }
- /*
- HAL_StatusTypeDef Flash_WriteVolatile_Enable(void) //Command=0x50: Write Volatile Enable
- {
- __Select_Flash(); //CS=0
- HAL_StatusTypeDef result=SPI_TransmitOneByte(0x50);
- __Deselect_Flash(); //CS=1
- return result;
- }
- */
- //Command=0x06: Write Enable,使WEL=1
- HAL_StatusTypeDef Flash_Write_Enable(void)
- {
- __Select_Flash(); //CS=0
- HAL_StatusTypeDef result=SPI_TransmitOneByte(0x06); //Command=0x06: Write Enable,使WEL=1
- __Deselect_Flash(); //CS=1
- Flash_Wait_Busy(); //等待操作完成
- return result;
- }
- //Command=0x04, Write Disable,使WEL=0
- HAL_StatusTypeDef Flash_Write_Disable(void)
- {
- __Select_Flash(); //CS=0
- HAL_StatusTypeDef result=SPI_TransmitOneByte(0x04); //Command=0x04, Write Disable,使WEL=0
- __Deselect_Flash(); //CS=1
- Flash_Wait_Busy();
- return result;
- }
- //根据Block绝对编号获取地址, 共32个Block,BlockNo 取值范围0-31
- //每个块64K字节,16位地址,块内地址范围0x0000-0xFFFF。
- uint32_t Flash_Addr_byBlock(uint8_t BlockNo)
- {
- // uint32_t addr=BlockNo*0x10000;
- uint32_t addr = BlockNo;
- addr = addr<<16; //左移16位,等于乘以0x10000
- return addr;
- }
- //根据Sector绝对编号获取地址, 共512个Sector, SectorNo取值范围0-511
- //每个扇区4K字节,12位地址,扇区内地址范围0x000-0xFFF
- uint32_t Flash_Addr_bySector(uint16_t SectorNo)
- {
- if (SectorNo>511) //不能超过511
- SectorNo=0;
- // uint32_t addr=SectorNo*0x1000;
- uint32_t addr = SectorNo;
- addr = addr<<12; //左移12位,等于乘以0x1000
- return addr;
- }
- //根据Page绝对编号获取地址,共8192个Page, PageNo取值范围0-8191
- //每个页256字节,8位地址,页内地址范围0x00—0xFF
- uint32_t Flash_Addr_byPage(uint16_t PageNo)
- {
- // uint32_t addr=PageNo*0x100;
- uint32_t addr = PageNo;
- addr = addr<<8; //左移8位,等于乘以0x100
- return addr;
- }
- //根据Block编号和内部Sector编号计算地址,一个Block有16个Sector
- //BlockNo取值范围0-31,内部SubSectorNo取值范围0-15
- uint32_t Flash_Addr_byBlockSector(uint8_t BlockNo, uint8_t SubSectorNo)
- {
- if (SubSectorNo>15) //不能超过15
- SubSectorNo = 0;
- // uint32_t addr=BlockNo*0x10000; //先计算Block的起始地址
- uint32_t addr = BlockNo;
- addr = addr<<16; //先计算Block的起始地址
- // uint32_t offset=SubSectorNo*0x1000; //计算Sector的偏移地址
- uint32_t offset = SubSectorNo; //计算Sector的偏移地址
- offset = offset<<12;//计算Sector的偏移地址
- addr += offset;
- return addr;
- }
- // 根据Block编号,内部Sector编号,内部Page编号获取地址
- // BlockNo取值范围0-31
- // 一个Block有16个Sector, 内部SubSectorNo取值范围0-15
- // 一个Sector有16个Page , 内部SubPageNo取值范围0-15
- uint32_t Flash_Addr_byBlockSectorPage(uint8_t BlockNo, uint8_t SubSectorNo, uint8_t SubPageNo)
- {
- if (SubSectorNo>15) //不能超过15
- SubSectorNo = 0;
- if (SubPageNo>15) //不能超过15
- SubPageNo = 0;
- // uint32_t addr=BlockNo*0x10000; //先计算Block的起始地址
- uint32_t addr = BlockNo;
- addr = addr<<16; //先计算Block的起始地址
- // uint32_t offset=SubSectorNo*0x1000; //计算Sector的偏移地址
- uint32_t offset = SubSectorNo; //计算Sector的偏移地址
- offset = offset<<12;//计算Sector的偏移地址
- addr += offset;
- // offset=SubPageNo*0x100; //计算Page的偏移地址
- offset = SubPageNo;
- offset = offset<<8;//计算Page的偏移地址
- addr += offset; //Page的起始地址
- return addr;
- }
- // 将24位地址分解为3个字节
- // globalAddr是全局24位地址, 返回 addrHigh高字节,addrMid中间字节,addrLow低字节
- void Flash_SpliteAddr(uint32_t globalAddr, uint8_t* addrHigh, uint8_t* addrMid,uint8_t* addrLow)
- {
- *addrHigh = (globalAddr>>16); //addrHigh=高字节
- globalAddr = globalAddr & 0x0000FFFF;//屏蔽高字节
- *addrMid = (globalAddr>>8); //addrMid=中间字节
- *addrLow = globalAddr & 0x000000FF; //屏蔽中间字节,只剩低字节,addrLow=低字节
- }
- //读取芯片ID
- //返回值如下:
- // 0xEF17,表示芯片型号为W25Q16, Winbond,用过
- // 0xC817,表示芯片型号为GD25Q16,ELM,用过
- // 0x1C17,表示芯片型号为EN25Q16,台湾EON
- // 0xA117,表示芯片型号为FM25Q16,复旦微电子
- // 0x2018,表示芯片型号为N25Q16,美光
- // 0x2017,表示芯片型号为XM25QH16,武汉新芯,用过
- //读取芯片的制造商和器件ID,高字节是Manufacturer ID,低字节是Device ID
- uint16_t Flash_ReadID(void)
- {
- uint16_t Temp = 0;
- __Select_Flash(); //CS=0
- SPI_TransmitOneByte(0x90); //指令码,0x90=Manufacturer/Device ID
- SPI_TransmitOneByte(0x00); //dummy
- SPI_TransmitOneByte(0x00); //dummy
- SPI_TransmitOneByte(0x00); //0x00
- Temp = SPI_ReceiveOneByte()<<8; //Manufacturer ID
- Temp|= SPI_ReceiveOneByte(); //Device ID, 与具体器件相关
- __Deselect_Flash(); //CS=1
- return Temp;
- }
- // 参数High32和Low32分别返回64位序列号的高32位和低32位的值
- // 函数返回值为64位序列号的值
- uint64_t Flash_ReadSerialNum(uint32_t* High32, uint32_t* Low32)//读取64位序列号,
- {
- uint8_t Temp = 0;
- uint64_t SerialNum = 0;
- uint32_t High=0,Low = 0;
- __Select_Flash(); //CS=0
- SPI_TransmitOneByte(0x4B); //发送指令码, 4B=read Unique ID
- SPI_TransmitOneByte(0x00); //发送4个Dummy字节数据
- SPI_TransmitOneByte(0x00);
- SPI_TransmitOneByte(0x00);
- SPI_TransmitOneByte(0x00);
- for(uint8_t i=0; i<4; i++)//高32位
- {
- Temp = SPI_ReceiveOneByte();
- High = (High<<8);
- High = High | Temp; //按位或
- }
- for(uint8_t i=0; i<4; i++)//低32位
- {
- Temp = SPI_ReceiveOneByte();
- Low = (Low<<8);
- Low = Low | Temp; //按位或
- }
- __Deselect_Flash(); //CS=1
- *High32 = High;
- *Low32 = Low;
- SerialNum = High;
- SerialNum = SerialNum<<32;//高32位
- SerialNum = SerialNum | Low;
- return SerialNum;
- }
- // 在任意地址读取一个字节的数据,返回读取的字节数据
- // globalAddr是24位全局地址
- uint8_t Flash_ReadOneByte(uint32_t globalAddr)
- {
- uint8_t byte2, byte3, byte4;
- Flash_SpliteAddr(globalAddr, &byte2, &byte3, &byte4);//24位地址分解为3个字节
- __Select_Flash(); //CS=0
- SPI_TransmitOneByte(0x03); //Command=0x03, read data
- SPI_TransmitOneByte(byte2); //发送24位地址
- SPI_TransmitOneByte(byte3);
- SPI_TransmitOneByte(byte4);
- byte2 = SPI_ReceiveOneByte();//接收1个字节 //why byte2?
- __Deselect_Flash(); //CS=1
- return byte2;
- }
- //从任何地址开始读取指定长度的数据
- //globalAddr:开始读取的地址(24bit), pBuffer:数据存储区指针,byteCount:要读取的字节数
- void Flash_ReadBytes(uint32_t globalAddr, uint8_t* pBuffer, uint16_t byteCount)
- {
- uint8_t byte2, byte3, byte4;
- Flash_SpliteAddr(globalAddr, &byte2, &byte3, &byte4);//24位地址分解为3个字节
- __Select_Flash(); //CS=0
- SPI_TransmitOneByte(0x03); //Command=0x03, read data
- SPI_TransmitOneByte(byte2); //发送24位地址
- SPI_TransmitOneByte(byte3);
- SPI_TransmitOneByte(byte4);
- SPI_ReceiveBytes(pBuffer, byteCount);//接收byteCount个字节数据
- __Deselect_Flash(); //CS=1
- }
- //Command=0x0B, 高速连续读取flash多个字节,任意全局地址, 速度大约是常规读取的2倍
- void Flash_FastReadBytes(uint32_t globalAddr, uint8_t* pBuffer, uint16_t byteCount)
- {
- // uint16_t i;
- uint8_t byte2, byte3, byte4;
- Flash_SpliteAddr(globalAddr, &byte2, &byte3, &byte4);//24位地址分解为3个字节
- __Select_Flash(); //CS=0
- SPI_TransmitOneByte(0x0B); //Command=0x0B, fast read data
- SPI_TransmitOneByte(byte2); //发送24位地址
- SPI_TransmitOneByte(byte3);
- SPI_TransmitOneByte(byte4);
- SPI_TransmitOneByte(0x00); //Dummy字节
- SPI_ReceiveBytes(pBuffer, byteCount);//接收byteCount个字节数据
- __Deselect_Flash(); //CS=1
- }
- //Command=0xC7: Chip Erase, 擦除整个器件
- // 擦除后,所有存储区内容为0xFF,耗时大约25秒
- void Flash_EraseChip(void)
- {
- Flash_Write_Enable(); //使 WEL=1
- Flash_Wait_Busy(); //等待空闲
- __Select_Flash(); //CS=0
- SPI_TransmitOneByte(0xC7);//Command=0xC7: Chip Erase, 擦除整个器件
- __Deselect_Flash(); //CS=1
- Flash_Wait_Busy(); //等待芯片擦除结束,大约25秒
- }
- // Command=0x02: Page program, 对一个页(256字节)编程, 耗时大约3ms,
- // globalAddr是写入初始地址,全局地址
- // pBuffer是要写入数据缓冲区指针,byteCount是需要写入的数据字节数
- // 写入的Page必须是前面已经擦除过的,如果写入地址超出了page的边界,就从Page的开头重新写
- void Flash_WriteInPage(uint32_t globalAddr, uint8_t* pBuffer, uint16_t byteCount)
- {
- uint8_t byte2, byte3, byte4;
- Flash_SpliteAddr(globalAddr, &byte2, &byte3, &byte4);//24位地址分解为3个字节
- Flash_Write_Enable();//SET WEL
- Flash_Wait_Busy();
- __Select_Flash(); //CS=0
- SPI_TransmitOneByte(0x02); //Command=0x02: Page program 对一个扇区编程
- SPI_TransmitOneByte(byte2); //发送24位地址
- SPI_TransmitOneByte(byte3);
- SPI_TransmitOneByte(byte4);
- SPI_TransmitBytes(pBuffer, byteCount);//发送byteCount个字节的数据
- // for(uint16_t i=0; i<byteCount; i++)
- // {
- // byte2=pBuffer[i];
- // SPI_WriteOneByte(byte2);//要写入的数据
- // }
- __Deselect_Flash(); //CS=1
- Flash_Wait_Busy(); //耗时大约3ms
- }
- // 从某个Sector的起始位置开始写数据,数据可能跨越多个Page,甚至跨越Sector,不必提前擦除
- // globalAddr是写入初始地址,全局地址,是扇区的起始地址,
- // pBuffer是要写入数据缓冲区指针
- // byteCount是需要写入的数据字节数,byteCount不能超过64K,也就是一个Block(16个扇区)的大小,但是可以超过一个Sector(4K字节)
- // 如果数据超过一个Page,自动分成多个Page,调用EN25Q_WriteInPage分别写入
- void Flash_WriteSector(uint32_t globalAddr, const uint8_t* pBuffer, uint16_t byteCount)
- {
- //需要先擦除扇区,可能是重复写文件
- uint8_t secCount = (byteCount / FLASH_SECTOR_SIZE);//数据覆盖的扇区个数
- if ((byteCount % FLASH_SECTOR_SIZE) >0)
- secCount++;
- uint32_t startAddr = globalAddr;
- for (uint8_t k=0; k<secCount; k++)
- {
- Flash_EraseSector(startAddr); //擦除扇区
- startAddr += FLASH_SECTOR_SIZE; //移到下一个扇区
- }
- //分成Page写入数据,写入数据的最小单位是Page
- uint16_t leftBytes = byteCount % FLASH_PAGE_SIZE; //非整数个Page剩余的字节数,即最后一个Page写入的数据
- uint16_t pgCount = byteCount/FLASH_PAGE_SIZE; //前面整数个Page
- uint8_t* buff = (uint8_t*)pBuffer;
- for(uint16_t i=0; i<pgCount; i++) //写入前面pgCount个Page的数据,
- {
- Flash_WriteInPage(globalAddr, buff, FLASH_PAGE_SIZE);//写一整个Page的数据
- globalAddr += FLASH_PAGE_SIZE; //地址移动一个Page
- buff += FLASH_PAGE_SIZE; //数据指针移动一个Page大小
- }
- if (leftBytes>0)
- Flash_WriteInPage(globalAddr, buff, leftBytes); //最后一个Page,不是一整个Page的数据
- }
- //Command=0xD8: Block Erase(64KB) 擦除整个Block, globalAddr是全局地址
- //清除后存储区内容全部为0xFF, 耗时大概150ms
- void Flash_EraseBlock64K(uint32_t globalAddr)
- {
- Flash_Write_Enable();//SET WEL
- Flash_Wait_Busy();
- uint8_t byte2, byte3, byte4;
- Flash_SpliteAddr(globalAddr, &byte2, &byte3, &byte4);//24位地址分解为3个字节
- __Select_Flash(); //CS=0
- SPI_TransmitOneByte(0xD8); //Command=0xD8, Block Erase(64KB)
- SPI_TransmitOneByte(byte2); //发送24位地址
- SPI_TransmitOneByte(byte3);
- SPI_TransmitOneByte(byte4);
- __Deselect_Flash(); //CS=1
- Flash_Wait_Busy(); //耗时大概150ms
- }
- // 擦除一个扇区(4KB字节),Command=0x20, Sector Erase(4KB)
- // globalAddr: 扇区的绝对地址,24位地址0x00XXXXXX
- // 擦除后,扇区内全部内容为0xFF, 耗时大约30ms,
- void Flash_EraseSector(uint32_t globalAddr)
- {
- Flash_Write_Enable();//SET WEL
- Flash_Wait_Busy();
- uint8_t byte2, byte3, byte4;
- Flash_SpliteAddr(globalAddr, &byte2, &byte3, &byte4);//24位地址分解为3个字节
- __Select_Flash(); //CS=0
- SPI_TransmitOneByte(0x20); //Command=0x20, Sector Erase(4KB)
- SPI_TransmitOneByte(byte2);//发送24位地址
- SPI_TransmitOneByte(byte3);
- SPI_TransmitOneByte(byte4);
- __Deselect_Flash(); //CS=1
- Flash_Wait_Busy(); //大约30ms
- }
- // 检查寄存器SR1的BUSY位,直到BUSY位为0
- uint32_t Flash_Wait_Busy(void)
- {
- uint8_t SR1 = 0;
- uint32_t delay = 0;
- SR1=Flash_ReadSR1(); //读取状态寄存器SR1
- while((SR1 & 0x01)==0x01)
- {
- HAL_Delay(1);
- delay++;
- SR1 = Flash_ReadSR1(); //读取状态寄存器SR1
- }
- return delay;
- }
- // 进入掉电模式
- // Command=0xB9: Power Down
- void Flash_PowerDown(void)
- {
- __Select_Flash(); //CS=0
- SPI_TransmitOneByte(0xB9); //Command=0xB9: Power Down
- __Deselect_Flash(); //CS=1
- HAL_Delay(1); //等待TPD
- }
- // 唤醒
- // Command=0xAB: Release Power Down
- void Flash_WakeUp(void)
- {
- __Select_Flash(); //CS=0
- SPI_TransmitOneByte(0xAB); //Command=0xAB: Release Power Down
- __Deselect_Flash(); //CS=1
- HAL_Delay(1); //等待TRES1
- }
复制代码 2、KEY_LED
修改参考文章里keyled.h关于指示灯的定义,其它不变:
- #ifdef LED1_Pin //LED1的控制
- #define LED1_Toggle() HAL_GPIO_TogglePin(LED1_GPIO_Port,LED1_Pin) //输出翻转
- #define LED1_ON() HAL_GPIO_WritePin(LED1_GPIO_Port,LED1_Pin,GPIO_PIN_RESET) //输出0,亮
- #define LED1_OFF() HAL_GPIO_WritePin(LED1_GPIO_Port,LED1_Pin,GPIO_PIN_SET) //输出1,灭
- #endif
- #ifdef LED2_Pin //LED2的控制
- #define LED2_Toggle() HAL_GPIO_TogglePin(LED2_GPIO_Port,LED2_Pin) //输出翻转
- #define LED2_ON() HAL_GPIO_WritePin(LED2_GPIO_Port,LED2_Pin,GPIO_PIN_RESET) //输出0,亮
- #define LED2_OFF() HAL_GPIO_WritePin(LED2_GPIO_Port,LED2_Pin,GPIO_PIN_SET) //输出1,灭
- #endif
- //新增LED3、LED4
- #ifdef LED3_Pin //LED3的控制
- #define LED3_Toggle() HAL_GPIO_TogglePin(LED3_GPIO_Port,LED3_Pin) //输出翻转
- #define LED3_ON() HAL_GPIO_WritePin(LED3_GPIO_Port,LED3_Pin,GPIO_PIN_RESET) //输出0,亮
- #define LED3_OFF() HAL_GPIO_WritePin(LED3_GPIO_Port,LED3_Pin,GPIO_PIN_SET) //输出1,灭
- #endif
- #ifdef LED4_Pin //LED4的控制
- #define LED4_Toggle() HAL_GPIO_TogglePin(LED4_GPIO_Port,LED4_Pin) //输出翻转
- #define LED4_ON() HAL_GPIO_WritePin(LED4_GPIO_Port,LED4_Pin,GPIO_PIN_RESET) //输出0,亮
- #define LED4_OFF() HAL_GPIO_WritePin(LED4_GPIO_Port,LED4_Pin,GPIO_PIN_SET) //输出1,灭
- #endif
复制代码 3、spi.h
- /* USER CODE BEGIN Private defines */
- void Flash_TestReadStatus(void);
- void Flash_TestWrite(void);
- void Flash_TestRead(void);
- /* USER CODE END Private defines */
复制代码 4、spi.c
- /* USER CODE BEGIN 0 */
- #include "w25flash.h"
- #include <string.h> //用到函数strlen()
- #include <stdio.h>
- /* USER CODE END 0 */
复制代码- /* USER CODE BEGIN 1 */
- //读取DeviceID,状态寄存器 SR1和SR2
- void Flash_TestReadStatus(void)
- {
- //读DeviceID,SR1,SR2
- uint16_t devID = Flash_ReadID(); //读取器件ID
- printf("Device ID = %X\r\n",devID); //大写的十六进制
- printf("The chip is: ");
- switch (devID)
- {
- case 0xEF14:
- printf("W25Q16BV \r\n");
- break;
- case 0xEF16:
- printf("W25Q64JV \r\n");
- break;
- case 0xEF17:
- printf("W25Q128JV \r\n");
- break;
- case 0xC817:
- printf("GD25Q128 \r\n");
- break;
- case 0x1C17:
- printf("EN25Q128 \r\n");
- break;
- case 0x2018:
- printf("N25Q128 \r\n");
- break;
- case 0x2017:
- printf("XM25QH128 \r\n");
- break;
- case 0xA117:
- printf("FM25Q128 \r\n");
- break;
- default:
- printf("Unknown type \r\n");
- }
- uint8_t SR1 = Flash_ReadSR1(); //Read SR1=0x00
- printf("Status Reg1 = %X\r\n",SR1); //Hex显示
- uint8_t SR2 = Flash_ReadSR2(); //Read SR2=0x00
- printf("Status Reg2 = %X\r\n",SR2); //Hex显示
- }
- //测试写入Page0 和Page1
- //注意:一个Page写入之前必须是被擦除过的,写入之后就不能再重复写��??
- void Flash_TestWrite(void)
- {
- uint8_t blobkNo = 0;
- uint16_t sectorNo = 0;
- uint16_t pageNo = 0;
- uint32_t memAddress = 0;
- //写入Page0 两个string
- memAddress = Flash_Addr_byBlockSectorPage(blobkNo, sectorNo,pageNo); //Page0 address
- uint8_t bufStr1[] = "Hello from beginning";
- uint16_t len = 1+strlen((char*)bufStr1); //Include'\0'
- Flash_WriteInPage(memAddress,bufStr1,len); //Write data at the beginning of Page0.
- printf("Write in Page0:0 %s\r\n",bufStr1);
- uint8_t bufStr2[] = "Hello in page";
- len = 1+strlen((char*)bufStr2); //include '\0'
- Flash_WriteInPage(memAddress+100,bufStr2,len); //Offset address 100 within Page0
- printf("Write in Page0:100 %s\r\n",bufStr2); //display string
- //写入Page 1
- uint8_t bufPage[FLASH_PAGE_SIZE]; //EN25Q_PAGE_SIZE=256
- for (uint16_t i=0;i<FLASH_PAGE_SIZE; i++)
- bufPage[i] = i; //准备数据
- pageNo = 1; //Page 1
- memAddress = Flash_Addr_byBlockSectorPage(blobkNo, sectorNo, pageNo);//page1 address
- Flash_WriteInPage(memAddress, bufPage, FLASH_PAGE_SIZE);//写一个Page
- printf("Write 0-255 in Page1 \r\n");
- }
- //test for reading Page0 and Page1
- void Flash_TestRead(void)
- {
- uint8_t blobkNo = 0;
- uint16_t sectorNo = 0;
- uint16_t pageNo = 0;
- //读取Page 0
- uint8_t bufStr[50]; //Data read from Page0
- uint32_t memAddress = Flash_Addr_byBlockSectorPage(blobkNo,sectorNo,pageNo);
- Flash_ReadBytes(memAddress,bufStr,50); //read 50 Bytes
- printf("Read from Page0:0 %s\r\n",(char*)bufStr); //display string
- Flash_ReadBytes(memAddress+10,bufStr,50); //地址偏移100后的50个字节
- printf("Read from Page0:100 %s\r\n",bufStr);//display string
- //读取Page 1
- uint8_t randData = 0;
- pageNo = 1;
- memAddress = Flash_Addr_byBlockSectorPage(blobkNo, sectorNo,pageNo);
- randData = Flash_ReadOneByte(memAddress+12);//读取1个字节数据,页内地址偏移12
- printf("Page1[12] = %d\r\n",randData);
- randData =Flash_ReadOneByte(memAddress+136);//页内地址偏移136
- printf("Page1[136] = %d\r\n",randData);
- randData =Flash_ReadOneByte(memAddress+210);//页内地址偏移210
- printf("Page1[210] = %d\r\n",randData);
- }
- /* USER CODE END 1 */
复制代码 5、main.c
- /* USER CODE BEGIN Includes */
- #include "w25flash.h" //W25Q16驱动程序.h
- #include "keyled.h"
- #include <stdio.h>
- /* USER CODE END Includes */
复制代码- /* USER CODE BEGIN 2 */
- //Read and display the values of DeviceID, status register SR1 and SR2.
- Flash_TestReadStatus();
- // MCU output low level LED light is on
- LED1_OFF();
- LED2_OFF();
- LED3_OFF();
- LED4_OFF();
- /* USER CODE END 2 */
复制代码- /* USER CODE BEGIN 3 */
- KEYS curKey=ScanPressedKey(KEY_WAIT_ALWAYS);
- switch(curKey)
- {
- case KEY_UP: //S2
- printf("Erasing chip, about 30sec...\r\n");
- Flash_EraseChip();
- printf("Chip is erased.\r\n");
- LED1_ON();
- LED2_OFF();
- LED3_OFF();
- LED4_OFF();
- break;
- case KEY_DOWN: //S3
- printf("Erasing Block 0(256 pages)...\r\n");
- uint32_t globalAddr=0x000000;
- Flash_EraseBlock64K(globalAddr);
- printf("Block 0 is erased.\r\n");
- LED1_OFF();
- LED2_ON();
- LED3_OFF();
- LED4_OFF();
- break;
- case KEY_LEFT: //S4
- Flash_TestWrite(); //测试写入Page0 and Page1
- LED1_OFF();
- LED2_OFF();
- LED3_ON();
- LED4_OFF();
- break;
- case KEY_RIGHT: //S5
- Flash_TestRead(); //测试读取Page0 and Page1
- LED1_OFF();
- LED2_OFF();
- LED3_OFF();
- LED4_ON();
- break;
- default:
- LED1_OFF();
- LED2_OFF();
- LED3_OFF();
- LED4_OFF();
- break;
- }
- printf("** Reselect menu or reset **\r\n");
- HAL_Delay(500); //Delay to eliminate key jitter.
- }
- /* USER CODE END 3 */
复制代码- /* USER CODE BEGIN 4 */
- //串口打印
- int __io_putchar(int ch)
- {
- HAL_UART_Transmit(&huart6, (uint8_t*)&ch, 1, 0xFFFF);
- return ch;
- }
- /* USER CODE END 4 */
复制代码 三、下载与运行
下载后,自动打印芯片ID为EF14,并打印状态寄存器为0;
按下S2键,对芯片整体格式化,并打印;
按下S3键,对BLOCK0格式化,并打印;
按下S4键, 对芯片进行写操纵,并打印;
按下S5键,对芯片进行读操纵,并打印;
上述操纵结果,如下图:
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