STM32电机培训online，大佬带你玩电机
& z, u& Q* J" g" ~! K/ `
% {8 v: n( [* K2 b  G; }FMC和QSPI引脚冲突的解决
. O* _& f# E" g( r+ T: b: u
; w* V" @  _% y* h, a" P! T分享一个 QSPI N25Q256A的读写程序，支持QUAD, 4字节模式
% w6 [# h! Z$ F( K% s& c  c
, `- r8 p& E' L: }
1.QuadSPI接口的特点。与普通的SPI Flash接口相比，quadSPI可以接四位数据线，传输速率大大提高
, r; B2 D, n& Z# nSTM32F7的quad-spi接口有三种模式
（1）indirect mode（间接模式）：所有操作都是用的QUADSPI寄存器，通常在对FLASH寄存器配置时用这种模式
. Y+ O: ~7 S4 ]$ ?/ I1 S8 p. z（2）status polling mode（状态轮询模式）：外部Flash的状态寄存器查询使用的是这种模式，如果开启中断，可以产生中断信号
（3）memory-mapped mode（内存映射模式）：外部flash映射到MCU的地址空间，可以视为内部闪存，读写数据用的这种模式
4 h1 F* d6 {  y; U! |1 t
STM32F7的quad-spi接口主要特点：
（1）三种工作模式
# d% _% E4 M$ z* l" h; x7 N（2）Dual-Flash模式，可以同时接两片Flash，共用CLK和CS片选线。这样可以最多同时传输8位数据（4+4）
（3）支持SDR和DDR
& O$ e3 H* Z# f3 M6 x) Y2 B7 {# c（4）间接模式的DMA通道
（5）内嵌接收和发送FIFO
（6）支持FIFO threshold, timeout, operation complete, access error四种中断

' Z6 L: a6 n* ^+ sQuad-spi完整的命令格式由5部分组成，分别是Instruction,Address,Alternate-bytes,dummy-cycles和Data这5个阶段，时序图如图所示

' z$ g$ C5 o: E% h- o总结一下特点：
% {* `* B) \" \  p（1）每个阶段都可以选择是 1bit(SO/SI线 single SPI mode)，2bit(IO0/IO1线 dual SPI mode)，和4bit(IO0/IO1/IO2/IO3线 quad SPI mode)传输，
9 m$ A; v) `% ]3 w（2）写数据时,dummy cycle可以为0；读数据时，为了保证足够的转换时间，因为之前是写数据，现在要变成读，至少要1个dummy cycle
8 C( |0 O9 m8 l2 z* Y% [$ ^) H6 U（3）这5个阶段都不是必须的，可以没有
（4）indirect mode模式，数据读取时通过QUADSPI_DR寄存器；memory-mapped mode模式，数据直接返回和输出通过AHB总线或者DMA
" y0 G+ p( ~4 Z1 Z0 w5 T5 U* p（5）SDR和DDR模式的区别：两者的instruction阶段都是CLK信号的下降沿数据传输；在DDR模式中，Address,Alternate-bytes和Data这3个阶段都是上升沿和下降沿都有数据传输
（6）F7有32-byte FIFO，可以设置threshold（阈值），接收数据数目超过该值时，FTF（FIFO threshold flag）=1
: Y: _: j* n4 O; ^  @4 }; c0 K

  c. T$ {/ E$ H$ w, ^9 k7 c2 Y
2 d! l- K3 ~% T# I6 q. E& `3.STM32F7-Discovery的quad-spi flash使用的是micron公司的N25Q128A系列，有128Mbit容量，后面附上数据手册，原理图如图所示

2 J* V- [; V" ~9 C* T/ R/ ]4 W
& e8 [+ k' F! I2 n这里主要说明quad-spi flash代码流程分析
论坛可以下载STM32Cube_FW_F7_V1.1.0压缩包，我也是从里面的例程中学习的。
" d8 L6 M( k" H: N/ Q9 V选择STM32Cube_FW_F7_V1.1.0/project/STM32746G-Discovery/example/QSPI/QSPI_ExecuteInPlace例程
（1）Flash配置寄存器初始化

1.   /* Initialize QuadSPI ------------------------------------------------------ */
   
2.   QSPIHandle.Instance = QUADSPI;         
   
3.   HAL_QSPI_DeInit(&QSPIHandle);
   
4.         
   
5.   /* ClockPrescaler set to 2, so QSPI clock = 216MHz / (2+1) = 72MHz */
   : m' e2 e+ ~$ Y7 p" ^7 }, m( D0 i
6.   QSPIHandle.Init.ClockPrescaler     = 2;                                                                // <span style="background-color: rgb(255, 255, 255);">查阅手册可知，最大频率108MHz,这里为什么不用1呢？？</span>
   
7.   QSPIHandle.Init.FifoThreshold      = 4;                                                                 // FIFO的阈值为4bytes，
   $ v6 }3 `1 ]) o  X$ x9 w, D
8.   QSPIHandle.Init.SampleShifting     = QSPI_SAMPLE_SHIFTING_HALFCYCLE;
   
9.   QSPIHandle.Init.FlashSize          = POSITION_VAL(0x1000000) - 1;                         //0x1000000=16MB,
   
10.   QSPIHandle.Init.ChipSelectHighTime = QSPI_CS_HIGH_TIME_2_CYCLE;        //nCS stay high for at least 2 clock cycles between commands
    
11.   QSPIHandle.Init.ClockMode          = QSPI_CLOCK_MODE_0;                                    //Clk stays low while nCS is released
    
12.   QSPIHandle.Init.FlashID            = QSPI_FLASH_ID_1;                                               //选择第1片flash
    - P4 z, z1 ~0 X( L
13.   QSPIHandle.Init.DualFlash          = QSPI_DUALFLASH_DISABLE;
    
14.   
    
15.   if (HAL_QSPI_Init(&QSPIHandle) != HAL_OK)
    . a5 O& N8 G) _" p* L+ d- F
16.   {
    1 P1 K9 w4 G4 G  Y! m
17.     Error_Handler();
    ' H% H; U; Y$ Q2 E/ S
18.   }

复制代码

(2)使能写操作
2 n9 W8 b# Q2 L. h3 K8 X4 X

1.   /* Enable write operations ------------------------------------------ */
   2 w' b+ z4 A2 M) P
2.   sCommand.InstructionMode   = QSPI_INSTRUCTION_1_LINE;            
     w% k: c1 q. B( F
3.   sCommand.Instruction       = WRITE_ENABLE_CMD;
     n3 {4 `2 ^1 K; U) w* c
4.   sCommand.AddressMode       = QSPI_ADDRESS_NONE;
   
5.   sCommand.AlternateByteMode = QSPI_ALTERNATE_BYTES_NONE;
   " G0 @$ \3 w9 v7 N; s
6.   sCommand.DataMode          = QSPI_DATA_NONE;
   
7.   sCommand.DummyCycles       = 0;
   ( L, V- v$ t, E" R
8.   sCommand.DdrMode           = QSPI_DDR_MODE_DISABLE;
   
9.   sCommand.DdrHoldHalfCycle  = QSPI_DDR_HHC_ANALOG_DELAY;
   9 m2 V% N$ A4 k- t2 O
10.   sCommand.SIOOMode          = QSPI_SIOO_INST_EVERY_CMD;
    3 u! V% m$ g) u7 k* z& Q- |5 s# U
11. 
    
12.   if (HAL_QSPI_Command(&QSPIHandle, &sCommand, HAL_QPSI_TIMEOUT_DEFAULT_VALUE) != HAL_OK)
    . G% C7 i: i  B. O$ W
13.   {
    ! a  D9 O8 r3 R
14.     Error_Handler();
    
15.   }
    
16.   
    
17.   /* Configure automatic polling mode to wait for write enabling ---- */
    
18.   sConfig.Match           = 0x02;
    9 {8 o9 ~8 M9 Q- s5 y
19.   sConfig.Mask            = 0x02;
    
20.   sConfig.MatchMode       = QSPI_MATCH_MODE_AND;
    ! c9 d$ X3 P! S" I
21.   sConfig.StatusBytesSize = 1;
    
22.   sConfig.Interval        = 0x10;
    
23.   sConfig.AutomaticStop   = QSPI_AUTOMATIC_STOP_ENABLE;
    1 d3 t$ p- d1 F( H4 S6 c
24. 
    
25.   sCommand.Instruction    = READ_STATUS_REG_CMD;
    ( l) I/ ~7 {# i+ y* w3 F
26.   sCommand.DataMode       = QSPI_DATA_1_LINE;
    6 z# @( k$ e# ]0 q
27. 
    
28.   if (HAL_QSPI_AutoPolling(&QSPIHandle, &sCommand, &sConfig, HAL_QPSI_TIMEOUT_DEFAULT_VALUE) != HAL_OK)
    
29.   {
    
30.     Error_Handler();
    % K1 c6 {. K: z
31.   }

复制代码

首先使用indrect mode，使用1bit instruction传输，命令是 WRITE_ENABLE_CMD，无其他4个阶段
源码中定义   #define WRITE_ENABLE_CMD                     0x06；
这里要查阅芯片手册
% b3 [" t* }, k( B; j0 I4 ~
$ q+ i$ J0 o0 j* t" n确实是一致的。
) ^; q, U( {# N1 U9 W( t接着使用automatic polling mode，命令是READ_STATUS_REG_CMD，读status register
automatic polling mode有如下功能，它将查询的得到的值和设置的Match值比较，只比较Mask中bit=1的位，设置可以为AND或者OR模式，
. v1 Z& E6 {/ E( Q2 c4 h查阅手册：
3 _2 p3 A, @# l0 y
  g9 q8 w! J2 H, O; _( Z
确实是bit1，即mask=0x02,当该位为1时，说明写使能，故match=0x02;
: E5 s% m( y6 W, L1 ~+ C5 A! V（3）擦除flash的第一个sector
9 G7 F0 i  i7 M

1.         /* Erasing Sequence -------------------------------------------------- */
   ) D: l9 F( n( ~" N+ g0 D
2.         sCommand.Instruction = SECTOR_ERASE_CMD;   //块擦除，64KB one sector
   ' B8 j, @$ \. e& p
3.         sCommand.AddressMode = QSPI_ADDRESS_1_LINE;
   
4.         sCommand.Address     = qspi_addr;                          //qspi_addr=0
   5 l" L8 K- d- F
5.         sCommand.DataMode    = QSPI_DATA_NONE;
   
6.         sCommand.DummyCycles = 0;
   
7. 
     E* T* b, D4 j; m+ Q. Q" S5 a
8.         if (HAL_QSPI_Command_IT(&QSPIHandle, &sCommand) != HAL_OK)
   / [, s' F& K' \* m% N
9.         {
   8 l: E7 o! z$ t3 Z
10.           Error_Handler();
    
11.         }

复制代码

(4)等待擦除完毕，使用automatic polling mode查询，这里还是读status register，但读的是bit0位，而且预期值bit0=0；查阅手册

1.   /* Configure automatic polling mode to wait for memory ready ------ */  
   . u- t  C8 q5 A/ C& J2 J: u; ~
2.   sCommand.InstructionMode   = QSPI_INSTRUCTION_1_LINE;
   
3.   sCommand.Instruction       = READ_STATUS_REG_CMD;
   
4.   sCommand.AddressMode       = QSPI_ADDRESS_NONE;
   
5.   sCommand.AlternateByteMode = QSPI_ALTERNATE_BYTES_NONE;
   . F+ v$ Y  P' C* J0 T* G
6.   sCommand.DataMode          = QSPI_DATA_1_LINE;
   
7.   sCommand.DummyCycles       = 0;
   ! K5 F: l8 `+ B8 A/ E
8.   sCommand.DdrMode           = QSPI_DDR_MODE_DISABLE;
   
9.   sCommand.DdrHoldHalfCycle  = QSPI_DDR_HHC_ANALOG_DELAY;
   . s+ _$ \6 A  b; u7 b! Z
10.   sCommand.SIOOMode         = QSPI_SIOO_INST_EVERY_CMD;
    
11. 
    
12.         //bit0:write in progress 0:ready 1:busy
    0 g% ?  i% S. G
13.   sConfig.Match           = 0x00;
    
14.   sConfig.Mask            = 0x01;
    ' R- e! ]  @6 z- o: M
15.   sConfig.MatchMode       = QSPI_MATCH_MODE_AND;
    1 j4 h: g8 |* ]
16.   sConfig.StatusBytesSize = 1;
    
17.   sConfig.Interval        = 0x10;
    
18.   sConfig.AutomaticStop   = QSPI_AUTOMATIC_STOP_ENABLE;
    
19. 
    1 Z& N8 J0 f- _2 A5 L: N
20.   if (HAL_QSPI_AutoPolling_IT(&QSPIHandle, &sCommand, &sConfig) != HAL_OK)
    2 W/ ]! }& r3 R2 ^% v7 s+ J
21.   {
    , Q3 N! v8 @- r8 z8 w$ m
22.     Error_Handler();
    9 B3 A. d, `  T% F  Q
23.   }

复制代码

（5）写使能并且写数据

1. /* Enable write operations ----------------------------------------- */
   / Z6 t: Y( y/ c6 Y: b
2.           QSPI_WriteEnable(&QSPIHandle);
   
3. 
   0 V! T- w4 \( ^. g5 Q  X3 W
4.                                         //QUAD INPUT FAST PROGRAM Data In:DQ[3:0];Address In:DQ0
   + q# j$ J5 j- M# o) b3 E0 g
5.           /* Writing Sequence ------------------------------------------------ */
   3 h9 Z  r- d4 i& b' m/ U" A: E
6.           sCommand.Instruction = QUAD_IN_FAST_PROG_CMD;
   * I& P  x! ]' H: k7 T/ ]
7.           sCommand.AddressMode = QSPI_ADDRESS_1_LINE;
   
8.           sCommand.Address     = qspi_addr;                                              //qspi_addr=0
   & e! k! E% e! t. U& O+ n* e. f
9.           sCommand.DataMode    = QSPI_DATA_4_LINES;
   8 O6 E5 G! U, f* l( Y' w, D
10.           sCommand.NbData      = size;                                                         //size = QSPI_PAGE_SIZE = 256
    
11. 
    $ b0 B8 F  S& O1 F, N1 d
12.           if (HAL_QSPI_Command(&QSPIHandle, &sCommand, HAL_QPSI_TIMEOUT_DEFAULT_VALUE) != HAL_OK)
    0 ]$ X+ K$ z/ L0 u) }+ V! C) b
13.           {
    2 y5 G7 p1 g4 g
14.             Error_Handler();
    % Z; ^$ h# R: D9 T, P) a$ I  i
15.           }
    
16. 
    2 _$ M, v8 E7 n
17.           if (HAL_QSPI_Transmit_DMA(&QSPIHandle, flash_addr) != HAL_OK)         //flash_addr = (uint8_t *)(&Load$QSPI$Base);
    
18.           {
    $ N1 k$ a$ G' J6 V3 `
19.             Error_Handler();
    
20.           }

复制代码

看到这里就不得不提一下scatter file文件

打开这个文件，STM32746G-DISCOVERY.sct
( y' E/ ]( }3 A! ^

1. ; *************************************************************
   / Z5 n( L/ V- ?9 T8 k, z
2. ; *** Scatter-Loading Description File generated by uVision ***
   . P: v& K! G7 Z+ r! N( D
3. ; *************************************************************
   
4. 
   
5. LR_IROM1 0x08000000 0x00100000  {    ; load region size_region
   9 g& H. H; g3 D  F' Z# a) @
6.   ER_IROM1 0x08000000 0x00100000  {  ; load address = execution address
   * A5 u* m0 p/ [/ H: M
7.    *.o (RESET, +First)
   
8.    *(InRoot$Sections)
   
9.    .ANY (+RO)
     ^: f! ?( p1 c) s( t
10.   }
    . r; g% R0 M& R) D1 t9 ]/ a& _9 y4 h
11.   RW_IRAM1 0x20000000 0x00050000  {  ; RW data
    
12.    .ANY (+RW +ZI)
    
13.   }
    1 Z+ }" _4 U* K7 n0 i$ O
14.   QSPI 0x90000000 0x00100000  {
    
15.    *.o (.qspi)
    : |9 B0 j& x3 Y, n- z& y
16.   }
    
17. }

复制代码

可以看到和一般的scatter file（分散加载描述文件）相比，多了一个QSPI执行域，
学过的都知道，这里表示链接时，将所有目标文件的.qspi段放在QSPI执行域，
再看一下F7的内存映射

. Z$ ]# }1 j+ m& w; G在0x8000 0000到0x9FFF FFFF有一个Quad SPI，这就是memory-mapped mode的由来。
因此上面flash_addr = (uint8_t *)(&Load$$QSPI$$Base) = 0x9000 0000; DMA传输就是将 0x9000 0000处开始的size = 256bytes的数据传递到flash,模式是indrect read mode
（6）判断传输是否完成，判断的方法同步骤4
$ v+ b: F2 H( j9 m1 O（7）重复5、6步直到传输完max_size = (uint32_t)(&Load$$QSPI$$Length)=  0x00100000
1 f- S+ Q: s) h8 e% {（8）设置dummy-cycle的值，配置为memory-mapped mode，命令是 QUAD_OUT_FAST_READ_CMD=0x6B，就是说映射完后，相对于内部flash

1. /* Configure Volatile Configuration register (with new dummy cycles) */
   0 n! M1 N$ R2 B  O! G( Q( Q0 c
2.             QSPI_DummyCyclesCfg(&QSPIHandle);
   
3. 
   
4.             /* Reading Sequence ------------------------------------------------ */
   7 n$ T( e' o1 @5 c+ X1 F
5.             sCommand.Instruction = QUAD_OUT_FAST_READ_CMD;
   
6.             sCommand.DummyCycles = DUMMY_CLOCK_CYCLES_READ_QUAD;
   
7. 
   
8.             sMemMappedCfg.TimeOutActivation = QSPI_TIMEOUT_COUNTER_DISABLE;
   
9. 
   
10.             if (HAL_QSPI_MemoryMapped(&QSPIHandle, &sCommand, &sMemMappedCfg) != HAL_OK)
    + i9 ^! O% j) v0 h' `
11.             {
    
12.               Error_Handler();
    ! w+ f( |, W; \/ p& x# }( u1 i4 P
13.             }

复制代码

（9）执行.qspi段的代码

1. /* Execute the code from QSPI memory ------------------------------- */
   3 y# f. X) T" m4 ^  [  T- z: z) i' j
2.           GpioToggle();

复制代码

注意

1. #if defined(__CC_ARM)
   
2. #pragma arm section code = ".qspi"
   ' u/ x* m, B* U# g4 x) A( q0 I
3. #pragma no_inline
   1 I1 x: l; `. Z; H3 v/ F0 k
4. static void GpioToggle(void)
   
5. #elif defined(__ICCARM__)
   % H( r9 {% u% Y( Z1 ~
6. static void GpioToggle(void) @ ".qspi"
   
7. #elif defined(__GNUC__)
   & r7 R* I0 `$ G# t5 t
8. static void __attribute__((section(".qspi"), noinline)) GpioToggle(void)
   6 s7 x6 Y) j# B6 ^" }  b& B& L  Z
9. #endif
   9 N* B# t+ v: @  d# o; l$ \
10. 
    
11. {
    3 T0 P( C2 h6 e0 y$ L3 r! t# @
12.   BSP_LED_Toggle(LED1);
    ' l" y( V* ^7 x2 U8 Z& s
13.   /* Insert delay 200 ms */
    
14.   HAL_Delay(200);
    
15. }

复制代码

我的问题：
学完之后，我一直对一个问题感到困惑，再用st-link烧写程序时，这个.qspi段是不是放在内部flash中，只有在执行时，MCU才会到0x9000 0000处执行，这时MCU读flash，但是对我们来说是屏蔽的，我们可以直接当内部flash使用。如果前面没有执行DMA将0x9000 0000处数据传递到flash，后面是不是就不对了。这个时候为什么0x9000 0000处会有数据呢，实际上这里并没有flash啊，希望有人能帮忙解答一下

netlhx 发表于 2015-9-9 09:14
这个位置就是映射到4G空间的FLASH的地址

请问一下，这个位置实际上并没有flash，那程序在执行步骤5,6,7，将这个位置的内容通过DMA写入到实际的flash上时，MCU是怎么怎么知道要传输数据的内容，毕竟映射的地址那里并没有flash。还有程序烧写进去时 .qspi段是放在哪里呢

学习了。。。

狂奔的小冉 发表于 2016-3-11 17:46
我想问一下，WRIRE ENABLE这些参数的说明是那份文档，我最近做F446，但是user manual没有Instruction的具体 ...

: L+ h$ R& ?: I& @& W n25q_128mb_3v_65nm.pdf (1.11 MB, 下载次数: 133)

2016-3-13 09:27 上传

点击文件名下载附件

先学习下。。。

学习下                     

这个位置就是映射到4G空间的FLASH的地址

研究的比较细。

8 W+ x5 [: c& E! }6 o$ A+ P8 l) T  J: ^支持楼主的原创分享

学习了，顶顶。

我想问一下，WRIRE ENABLE这些参数的说明是那份文档，我最近做F446，但是user manual没有Instruction的具体说明。谢谢

我想问一下，WRIRE ENABLE这些参数的说明是那份文档，我最近做F446，但是user manual没有Instruction的具体说明。谢谢

feiting94 发表于 2016-3-13 09:28

0 ]$ j, }* G& S) u原来是在EEPROM的 datasheet里。。。谢谢了！

今天也在研究Qspi 在keil添加FLASH的界面可以添加外部的Qspi存储器，应该可以将程序下载进去
* z! j  n+ x) Y+ t; d" n# w