STM32电机培训online，大佬带你玩电机

FMC和QSPI引脚冲突的解决
9 r( I% a) U3 g( {
分享一个 QSPI N25Q256A的读写程序，支持QUAD, 4字节模式

1 Y: j1 s* j( m& ^$ R5 L/ a5 V4 P
) ]$ l4 R$ A7 N6 X1.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
STM32F7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
（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

. f# R6 s* b7 [% j  W; @STM32F7的quad-spi接口主要特点：
（1）三种工作模式
, K( t5 z/ ?! e; W9 C" x- b: I6 S（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）
! W* `6 k$ a( z) G（3）支持SDR和DDR
; W# Q! f) ]& a+ k4 G& L9 i（4）间接模式的DMA通道
1 o# g5 x6 Q0 {. |4 Y（5）内嵌接收和发送FIFO
（6）支持FIFO threshold, timeout, operation complete, access error四种中断
2 B) {8 w% X7 L) o1 |
Quad-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
  r6 P# S4 x$ F! k/ g
总结一下特点：
（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，
! J8 Y8 B- M* X: g! V（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
（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
& n# X9 G5 K. 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  u& V! p+ L( \( T. g
* R$ n# R2 K, t2 M7 P! U
" m9 }2 c1 g" M% O2 P1 Y2 F3.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
8 _) _1 s& e. M1 g$ |$ F, h

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。
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 ------------------------------------------------------ */
   ; q( Q8 @  J0 |* c. S
2.   QSPIHandle.Instance = QUADSPI;         
   ; p9 w, V4 _5 M$ O; D3 {! ?+ @
3.   HAL_QSPI_DeInit(&QSPIHandle);
   
4.         
   0 D$ C7 U8 ]& [/ w3 I1 [# n
5.   /* ClockPrescaler set to 2, so QSPI clock = 216MHz / (2+1) = 72MHz */
   
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，
   
8.   QSPIHandle.Init.SampleShifting     = QSPI_SAMPLE_SHIFTING_HALFCYCLE;
   8 }9 X. p! a0 o5 K7 e
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
    ; ~9 }7 S/ s. P( Q$ i
13.   QSPIHandle.Init.DualFlash          = QSPI_DUALFLASH_DISABLE;
    
14.   
    ) v  U3 J- F- [  ^- K5 u% u
15.   if (HAL_QSPI_Init(&QSPIHandle) != HAL_OK)
    
16.   {
    6 c% F+ _( i* P4 Z# l5 b6 H0 m
17.     Error_Handler();
    
18.   }

复制代码

(2)使能写操作

1.   /* Enable write operations ------------------------------------------ */
   8 g9 [) ]4 g4 \. k9 e! F# [
2.   sCommand.InstructionMode   = QSPI_INSTRUCTION_1_LINE;            
   
3.   sCommand.Instruction       = WRITE_ENABLE_CMD;
   7 v. q* K% [% {7 V: s3 u9 }4 y0 S
4.   sCommand.AddressMode       = QSPI_ADDRESS_NONE;
   
5.   sCommand.AlternateByteMode = QSPI_ALTERNATE_BYTES_NONE;
   
6.   sCommand.DataMode          = QSPI_DATA_NONE;
   
7.   sCommand.DummyCycles       = 0;
   ) @; F, v- @  J9 Q' D: Z
8.   sCommand.DdrMode           = QSPI_DDR_MODE_DISABLE;
   0 ]8 Z+ ]* v  s6 Q! b: N
9.   sCommand.DdrHoldHalfCycle  = QSPI_DDR_HHC_ANALOG_DELAY;
   
10.   sCommand.SIOOMode          = QSPI_SIOO_INST_EVERY_CMD;
    7 z" z* a5 o/ x
11. 
    # S2 s/ B; G" Z+ O2 `
12.   if (HAL_QSPI_Command(&QSPIHandle, &sCommand, HAL_QPSI_TIMEOUT_DEFAULT_VALUE) != HAL_OK)
    & X2 b6 |4 H; K2 }- h1 \
13.   {
    
14.     Error_Handler();
    ; W$ s5 P1 f0 H' ?
15.   }
    ! U& h, l% g0 X+ @: d0 @- Y
16.   
    
17.   /* Configure automatic polling mode to wait for write enabling ---- */
    ' T: [+ l- {- }8 {+ `4 v
18.   sConfig.Match           = 0x02;
    
19.   sConfig.Mask            = 0x02;
    
20.   sConfig.MatchMode       = QSPI_MATCH_MODE_AND;
    
21.   sConfig.StatusBytesSize = 1;
    
22.   sConfig.Interval        = 0x10;
    + S& i* x) _) z* n' n8 t& q& Z
23.   sConfig.AutomaticStop   = QSPI_AUTOMATIC_STOP_ENABLE;
      K8 _% ?' W3 k) X3 A% L% I. Q
24. 
    ! V2 x- T1 P4 a* J4 F  G+ q/ N
25.   sCommand.Instruction    = READ_STATUS_REG_CMD;
    " V% @6 t4 g+ ?* ?, v- n# I% l
26.   sCommand.DataMode       = QSPI_DATA_1_LINE;
    ( L1 U6 }/ F* c& |/ e
27. 
    $ F6 {$ M# P+ c( |, [+ {
28.   if (HAL_QSPI_AutoPolling(&QSPIHandle, &sCommand, &sConfig, HAL_QPSI_TIMEOUT_DEFAULT_VALUE) != HAL_OK)
    
29.   {
    $ h$ Q& Q0 p! u6 q9 ~
30.     Error_Handler();
    
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

确实是一致的。
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，
8 M5 l* X; w5 D; t查阅手册：
" T7 ]+ R6 @" ]" P1 z! k

8 {4 ]% i! `9 x: S确实是bit1，即mask=0x02,当该位为1时，说明写使能，故match=0x02;
" E" R& U+ P8 C2 V+ N( {（3）擦除flash的第一个sector
/ T- B* m/ {1 ~$ a# u4 m# A

1.         /* Erasing Sequence -------------------------------------------------- */
   
2.         sCommand.Instruction = SECTOR_ERASE_CMD;   //块擦除，64KB one sector
   4 w/ Y3 Y" u1 L3 Q2 `* q, u+ ^" p0 d
3.         sCommand.AddressMode = QSPI_ADDRESS_1_LINE;
   
4.         sCommand.Address     = qspi_addr;                          //qspi_addr=0
   $ D+ q; f' A7 W0 y
5.         sCommand.DataMode    = QSPI_DATA_NONE;
   
6.         sCommand.DummyCycles = 0;
   : c) n" E0 K% X" z
7. 
   
8.         if (HAL_QSPI_Command_IT(&QSPIHandle, &sCommand) != HAL_OK)
   
9.         {
   
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

/ ~# v/ B" ^5 L; g0 c0 b

1.   /* Configure automatic polling mode to wait for memory ready ------ */  
   . ~$ I2 R. j$ J7 q
2.   sCommand.InstructionMode   = QSPI_INSTRUCTION_1_LINE;
   ; s) r+ E1 j" j* N
3.   sCommand.Instruction       = READ_STATUS_REG_CMD;
   
4.   sCommand.AddressMode       = QSPI_ADDRESS_NONE;
   $ P: ^5 x* I3 K- F! K3 X+ I
5.   sCommand.AlternateByteMode = QSPI_ALTERNATE_BYTES_NONE;
   
6.   sCommand.DataMode          = QSPI_DATA_1_LINE;
     a6 {* b3 ~5 ]1 O/ v
7.   sCommand.DummyCycles       = 0;
   
8.   sCommand.DdrMode           = QSPI_DDR_MODE_DISABLE;
     [5 u$ e( C& j) \  B1 P
9.   sCommand.DdrHoldHalfCycle  = QSPI_DDR_HHC_ANALOG_DELAY;
   , o1 }  y4 E: ]# u1 ?
10.   sCommand.SIOOMode         = QSPI_SIOO_INST_EVERY_CMD;
    , d$ ^0 i5 P4 ], C8 l; B
11. 
    
12.         //bit0:write in progress 0:ready 1:busy
    
13.   sConfig.Match           = 0x00;
    . g4 L! {( y9 p: h* t6 ?( Z
14.   sConfig.Mask            = 0x01;
    5 i/ @3 |; [5 R7 k/ |0 p
15.   sConfig.MatchMode       = QSPI_MATCH_MODE_AND;
    - t* R4 D8 \$ T% F/ k. i" X9 v/ T
16.   sConfig.StatusBytesSize = 1;
    
17.   sConfig.Interval        = 0x10;
    
18.   sConfig.AutomaticStop   = QSPI_AUTOMATIC_STOP_ENABLE;
    
19. 
    
20.   if (HAL_QSPI_AutoPolling_IT(&QSPIHandle, &sCommand, &sConfig) != HAL_OK)
    8 ~+ ]& B, M: G3 _0 j) F" {
21.   {
    
22.     Error_Handler();
    9 ~* S, d- Z; J: H/ x/ h
23.   }

复制代码

（5）写使能并且写数据

1. /* Enable write operations ----------------------------------------- */
   
2.           QSPI_WriteEnable(&QSPIHandle);
   3 g. }$ p2 K7 W3 _8 c4 C
3. 
   2 h( N& P, ~( O3 u( [8 ~
4.                                         //QUAD INPUT FAST PROGRAM Data In:DQ[3:0];Address In:DQ0
   
5.           /* Writing Sequence ------------------------------------------------ */
   ! o. R  O& h- y% q1 g
6.           sCommand.Instruction = QUAD_IN_FAST_PROG_CMD;
   
7.           sCommand.AddressMode = QSPI_ADDRESS_1_LINE;
   , Q$ m( u$ A0 [+ r2 a1 Y' U
8.           sCommand.Address     = qspi_addr;                                              //qspi_addr=0
   
9.           sCommand.DataMode    = QSPI_DATA_4_LINES;
   * Y! u/ W6 C  t4 z* `" [* D
10.           sCommand.NbData      = size;                                                         //size = QSPI_PAGE_SIZE = 256
    ! E) C: K. w* W5 k
11. 
    
12.           if (HAL_QSPI_Command(&QSPIHandle, &sCommand, HAL_QPSI_TIMEOUT_DEFAULT_VALUE) != HAL_OK)
    
13.           {
    
14.             Error_Handler();
    
15.           }
    * `* q3 J0 a$ @8 ~4 u% g
16. 
    
17.           if (HAL_QSPI_Transmit_DMA(&QSPIHandle, flash_addr) != HAL_OK)         //flash_addr = (uint8_t *)(&Load$QSPI$Base);
    7 D8 m5 R5 d! C3 C
18.           {
    
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

1. ; *************************************************************
   ; O# g" Y/ o$ K
2. ; *** Scatter-Loading Description File generated by uVision ***
   
3. ; *************************************************************
   
4. 
   
5. LR_IROM1 0x08000000 0x00100000  {    ; load region size_region
   
6.   ER_IROM1 0x08000000 0x00100000  {  ; load address = execution address
   
7.    *.o (RESET, +First)
   8 R# J& t! h' K( g/ `
8.    *(InRoot$Sections)
   5 p) i+ J5 d5 I  E' Y
9.    .ANY (+RO)
   / |5 |8 a0 k; r; u1 L  O  F
10.   }
    * ?2 T4 K3 l6 q
11.   RW_IRAM1 0x20000000 0x00050000  {  ; RW data
    
12.    .ANY (+RW +ZI)
    
13.   }
    3 G9 _( o4 O6 r6 X7 ~3 M; ]1 U6 n
14.   QSPI 0x90000000 0x00100000  {
    9 ^8 W# @5 M* I9 s4 z  w
15.    *.o (.qspi)
    
16.   }
    # c- X$ O9 i; Z& ^0 Q& B
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，
! f7 f) G) h6 i5 ]1 Z  k* {) A: Z* N再看一下F7的内存映射

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
" s! Q9 [5 e' N/ Q  ^2 G（6）判断传输是否完成，判断的方法同步骤4
9 F: x) H0 ^1 P4 \/ Z0 \: K（7）重复5、6步直到传输完max_size = (uint32_t)(&Load$$QSPI$$Length)=  0x00100000
8 G* w+ A; O( U  O4 Z* ~（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) */
   8 {- w" W1 ]! {  f  K+ k
2.             QSPI_DummyCyclesCfg(&QSPIHandle);
   
3. 
   
4.             /* Reading Sequence ------------------------------------------------ */
   ! _# \' J! j* m" ~
5.             sCommand.Instruction = QUAD_OUT_FAST_READ_CMD;
   - E% t$ g, ?; R3 Y% U6 g/ g1 x
6.             sCommand.DummyCycles = DUMMY_CLOCK_CYCLES_READ_QUAD;
   . W: }# v! \4 @. c( Q! H
7. 
   
8.             sMemMappedCfg.TimeOutActivation = QSPI_TIMEOUT_COUNTER_DISABLE;
   4 k' t! ]5 y+ a4 E
9. 
   . S- Z! N) `- l" u/ d$ p
10.             if (HAL_QSPI_MemoryMapped(&QSPIHandle, &sCommand, &sMemMappedCfg) != HAL_OK)
    : m" ?' [% w" ~/ h
11.             {
    9 K. b0 ^; w9 [" |1 d) D3 Q: k
12.               Error_Handler();
    + ^# @; c: r0 h1 k4 F/ S* |% F9 u
13.             }

复制代码

（9）执行.qspi段的代码
+ x9 K- Q7 v" ?, `9 Q

1. /* Execute the code from QSPI memory ------------------------------- */
   
2.           GpioToggle();

复制代码

注意

1. #if defined(__CC_ARM)
   $ X) |- ]! E& [7 M5 s4 u% a
2. #pragma arm section code = ".qspi"
   
3. #pragma no_inline
   
4. static void GpioToggle(void)
   
5. #elif defined(__ICCARM__)
   
6. static void GpioToggle(void) @ ".qspi"
   
7. #elif defined(__GNUC__)
   : Z# F6 D9 U; _& X' n4 X7 E
8. static void __attribute__((section(".qspi"), noinline)) GpioToggle(void)
   3 p7 n. H2 q5 T/ a. J# q. O
9. #endif
   
10. 
    
11. {
    
12.   BSP_LED_Toggle(LED1);
    
13.   /* Insert delay 200 ms */
    7 [# o0 }8 N5 R3 i
14.   HAL_Delay(200);
    
15. }

复制代码

2 ~9 M% U% t2 I! M4 L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
8 l2 [! l5 R: S' ^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 ...

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
: w' r/ y: x" Z+ B8 j# p8 Z

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。

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

% X! P0 ]  g1 V0 O! T6 C# f( j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