【经验分享】STM32使用HAL库模拟SPI方式驱动W25Q128存芯片

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STMCU小助手发布时间：2022-4-11 10:16

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文章简介:	STM32使用HAL库模拟SPI方式驱动W25Q128存芯片

1、模拟SPI方式的IO配置

2、驱动代码
2.1 头文件

#ifndef __W25QXX_H
#define __W25QXX_H
#include "main.h"
//W25X系列/Q系列芯片列表
//W25Q80 ID 0XEF13
//W25Q16 ID 0XEF14
//W25Q32 ID 0XEF15
//W25Q64 ID 0XEF16
//W25Q128 ID 0XEF17
#define W25Q80 0XEF13
#define W25Q16 0XEF14
#define W25Q32 0XEF15
#define W25Q64 0XEF16
#define W25Q128 0XEF17
extern uint16_t W25QXX_TYPE; //定义W25QXX芯片型号
extern uint32_t W25QXX_SIZE; //容量
extern uint8_t W25QXX_UID[]; //唯一ID
//
//指令表
#define W25X_WriteEnable 0x06
#define W25X_WriteDisable 0x04
#define W25X_ReadStatusReg 0x05
#define W25X_WriteStatusReg 0x01
#define W25X_ReadData 0x03
#define W25X_FastReadData 0x0B
#define W25X_FastReadDual 0x3B
#define W25X_PageProgram 0x02
#define W25X_BlockErase 0xD8
#define W25X_SectorErase 0x20
#define W25X_ChipErase 0xC7
#define W25X_PowerDown 0xB9
#define W25X_ReleasePowerDown 0xAB
#define W25X_DeviceID 0xAB
#define W25X_ManufactDeviceID 0x90
#define W25X_JedecDeviceID 0x9F
void W25QXX_Init(void);
uint16_t W25QXX_ReadID(void); //读取FLASH ID
void W25QXX_ReadUniqueID(uint8_t UID[8]); //读取唯一ID
uint32_t W25QXX_ReadCapacity(void); //读取容量
uint8_t W25QXX_ReadSR(void); //读取状态寄存器
void W25QXX_Write_SR(uint8_t sr); //写状态寄存器
void W25QXX_Write_Enable(void); //写使能
void W25QXX_Write_Disable(void); //写保护
void W25QXX_Write_NoCheck(uint8_t* pBuffer,uint32_t WriteAddr,uint16_t NumByteToWrite);
void W25QXX_Read(uint8_t* pBuffer,uint32_t ReadAddr,uint16_t NumByteToRead); //读取flash
void W25QXX_Write(uint8_t* pBuffer,uint32_t WriteAddr,uint16_t NumByteToWrite);//写入flash
void W25QXX_Erase_Chip(void); //整片擦除
void W25QXX_Erase_Sector(uint32_t Dst_Addr); //扇区擦除
void W25QXX_Wait_Busy(void); //等待空闲
void W25QXX_PowerDown(void); //进入掉电模式
void W25QXX_WAKEUP(void); //唤醒
#endif

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2.2 源文件

#include "w25qxx.h"
uint16_t W25QXX_TYPE = 0;
uint32_t W25QXX_SIZE = 0;
uint8_t W25QXX_UID[8] = {0};
///
/// 移植修改区
///
///
#define W25QXX_CS_H() HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_15, GPIO_PIN_SET)
#define W25QXX_CS_L() HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_15, GPIO_PIN_RESET)
#define W25QXX_SCK_H() HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_SET)
#define W25QXX_SCK_L() HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_RESET)
#define W25QXX_MOSI_H() HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_SET)
#define W25QXX_MOSI_L() HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_RESET)
#define W25QXX_MISO_GET() (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_4) == GPIO_PIN_SET ? 1 : 0)
static void delay_us(uint32_t us)
{
uint32_t delay = (HAL_RCC_GetHCLKFreq() / 4000000 * us);
while (delay--)
{
;
}
}
static uint8_t W25QXX_SPI_ReadWriteByte(uint8_t TxData)
{
int i = 0;
uint8_t RxData = 0;
W25QXX_SCK_L();
for(i = 7; i >= 0; i--)
{
W25QXX_SCK_L();
if(TxData & (1 << i))
{
W25QXX_MOSI_H();
}
else
{
W25QXX_MOSI_L();
}
delay_us(1);
W25QXX_SCK_H();
RxData <<= 1;
RxData |= W25QXX_MISO_GET();
delay_us(1);
}
W25QXX_SCK_L();
return RxData;
}
static void W25QXX_SPI_Init(void)
{
// 这里添加初始化IO的代码
}
///
/// 驱动代码
///
///
//4Kbytes为一个Sector
//16个扇区为1个Block
//W25Q128
//容量为16M字节,共有128个Block,4096个Sector
//初始化SPI FLASH的IO口
void W25QXX_Init(void)
{
W25QXX_SPI_Init();
W25QXX_CS_H(); // 取消片选
W25QXX_SCK_L(); // 时钟空闲为低电平
W25QXX_CS_L();
W25QXX_SPI_ReadWriteByte(0XFF);
W25QXX_CS_H();
W25QXX_TYPE=W25QXX_ReadID(); //读取FLASH ID
W25QXX_SIZE=W25QXX_ReadCapacity(); //读取容量
W25QXX_ReadUniqueID(W25QXX_UID); //读取唯一ID
}
uint32_t W25QXX_ReadCapacity(void)
{
int i = 0;
uint8_t arr[4] = {0,0,0,0};
W25QXX_CS_L();
W25QXX_SPI_ReadWriteByte(0x5A);
W25QXX_SPI_ReadWriteByte(0x00);
W25QXX_SPI_ReadWriteByte(0x00);
W25QXX_SPI_ReadWriteByte(0x84);
W25QXX_SPI_ReadWriteByte(0x00);
for(i = 0; i < sizeof(arr); i++)
{
arr = W25QXX_SPI_ReadWriteByte(0xFF);
}
W25QXX_CS_H();
return ((((*(uint32_t *)arr)) + 1) >> 3);
}
void W25QXX_ReadUniqueID(uint8_t UID[8])
{
int i = 0;
W25QXX_CS_L();
W25QXX_SPI_ReadWriteByte(0x4B);
W25QXX_SPI_ReadWriteByte(0x00);
W25QXX_SPI_ReadWriteByte(0x00);
W25QXX_SPI_ReadWriteByte(0x00);
W25QXX_SPI_ReadWriteByte(0x00);
for(i = 0; i < 8; i++)
{
UID = W25QXX_SPI_ReadWriteByte(0xFF);
}
W25QXX_CS_H();
}
//读取W25QXX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 W25QXX_ReadSR(void)
{
uint8_t byte=0;
W25QXX_CS_L(); //使能器件
W25QXX_SPI_ReadWriteByte(W25X_ReadStatusReg); //发送读取状态寄存器命令
byte=W25QXX_SPI_ReadWriteByte(0Xff); //读取一个字节
W25QXX_CS_H(); //取消片选
return byte;
}
//写W25QXX状态寄存器
//只有SPR,TB,BP2,BP1,BP0(bit 7,5,4,3,2)可以写!!!
void W25QXX_Write_SR(uint8_t sr)
{
W25QXX_CS_L(); //使能器件
W25QXX_SPI_ReadWriteByte(W25X_WriteStatusReg);//发送写取状态寄存器命令
W25QXX_SPI_ReadWriteByte(sr); //写入一个字节
W25QXX_CS_H(); //取消片选
}
//W25QXX写使能
//将WEL置位
void W25QXX_Write_Enable(void)
{
W25QXX_CS_L(); //使能器件
W25QXX_SPI_ReadWriteByte(W25X_WriteEnable); //发送写使能
W25QXX_CS_H(); //取消片选
}
//W25QXX写禁止
//将WEL清零
void W25QXX_Write_Disable(void)
{
W25QXX_CS_L(); //使能器件
W25QXX_SPI_ReadWriteByte(W25X_WriteDisable); //发送写禁止指令
W25QXX_CS_H(); //取消片选
}
//读取芯片ID
//返回值如下:
//0XEF13,表示芯片型号为W25Q80
//0XEF14,表示芯片型号为W25Q16
//0XEF15,表示芯片型号为W25Q32
//0XEF16,表示芯片型号为W25Q64
//0XEF17,表示芯片型号为W25Q128
uint16_t W25QXX_ReadID(void)
{
uint16_t Temp = 0;
W25QXX_CS_L();
W25QXX_SPI_ReadWriteByte(0x90);//发送读取ID命令
W25QXX_SPI_ReadWriteByte(0x00);
W25QXX_SPI_ReadWriteByte(0x00);
W25QXX_SPI_ReadWriteByte(0x00);
Temp|=W25QXX_SPI_ReadWriteByte(0xFF)<<8;
Temp|=W25QXX_SPI_ReadWriteByte(0xFF);
W25QXX_CS_H();
return Temp;
}
//读取SPI FLASH
//在指定地址开始读取指定长度的数据
//pBuffer:数据存储区
//ReadAddr:开始读取的地址(24bit)
//NumByteToRead:要读取的字节数(最大65535)
void W25QXX_Read(uint8_t* pBuffer,uint32_t ReadAddr,uint16_t NumByteToRead)
{
uint16_t i;
W25QXX_CS_L(); //使能器件
W25QXX_SPI_ReadWriteByte(W25X_ReadData); //发送读取命令
W25QXX_SPI_ReadWriteByte((uint8_t)((ReadAddr)>>16)); //发送24bit地址
W25QXX_SPI_ReadWriteByte((uint8_t)((ReadAddr)>>8));
W25QXX_SPI_ReadWriteByte((uint8_t)ReadAddr);
for(i=0; i<NumByteToRead; i++)
{
pBuffer=W25QXX_SPI_ReadWriteByte(0XFF); //循环读数
}
W25QXX_CS_H();
}
//SPI在一页(0~65535)内写入少于256个字节的数据
//在指定地址开始写入最大256字节的数据
//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256),该数不应该超过该页的剩余字节数!!!
void W25QXX_Write_Page(uint8_t* pBuffer,uint32_t WriteAddr,uint16_t NumByteToWrite)
{
uint16_t i;
W25QXX_Write_Enable(); //SET WEL
W25QXX_CS_L(); //使能器件
W25QXX_SPI_ReadWriteByte(W25X_PageProgram); //发送写页命令
W25QXX_SPI_ReadWriteByte((uint8_t)((WriteAddr)>>16)); //发送24bit地址
W25QXX_SPI_ReadWriteByte((uint8_t)((WriteAddr)>>8));
W25QXX_SPI_ReadWriteByte((uint8_t)WriteAddr);
for(i=0; i<NumByteToWrite; i++)W25QXX_SPI_ReadWriteByte(pBuffer); //循环写数
W25QXX_CS_H(); //取消片选
W25QXX_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
//在指定地址开始写入指定长度的数据,但是要确保地址不越界!
//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)
//CHECK OK
void W25QXX_Write_NoCheck(uint8_t* pBuffer,uint32_t WriteAddr,uint16_t NumByteToWrite)
{
uint16_t pageremain;
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)
{
W25QXX_Write_Page(pBuffer,WriteAddr,pageremain);
if(NumByteToWrite==pageremain)break;//写入结束了
else //NumByteToWrite>pageremain
{
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 W25QXX_BUFFER[4096];
void W25QXX_Write(uint8_t* pBuffer,uint32_t WriteAddr,uint16_t NumByteToWrite)
{
uint32_t secpos;
uint16_t secoff;
uint16_t secremain;
uint16_t i;
uint8_t * W25QXX_BUF;
W25QXX_BUF=W25QXX_BUFFER;
secpos=WriteAddr/4096;//扇区地址
secoff=WriteAddr%4096;//在扇区内的偏移
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)
{
W25QXX_Read(W25QXX_BUF,secpos*4096,4096);//读出整个扇区的内容
for(i=0; i<secremain; i++) //校验数据
{
if(W25QXX_BUF[secoff+i]!=0XFF)break;//需要擦除
}
if(i<secremain)//需要擦除
{
W25QXX_Erase_Sector(secpos); //擦除这个扇区
for(i=0; i<secremain; i++) //复制
{
W25QXX_BUF[i+secoff]=pBuffer;
}
W25QXX_Write_NoCheck(W25QXX_BUF,secpos*4096,4096);//写入整个扇区
}
else W25QXX_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
}
};
}
//擦除整个芯片
//等待时间超长...
void W25QXX_Erase_Chip(void)
{
W25QXX_Write_Enable(); //SET WEL
W25QXX_Wait_Busy();
W25QXX_CS_L(); //使能器件
W25QXX_SPI_ReadWriteByte(W25X_ChipErase); //发送片擦除命令
W25QXX_CS_H(); //取消片选
W25QXX_Wait_Busy(); //等待芯片擦除结束
}
//擦除一个扇区
//Dst_Addr:扇区地址根据实际容量设置
//擦除一个山区的最少时间:150ms
void W25QXX_Erase_Sector(uint32_t Dst_Addr)
{
//监视falsh擦除情况,测试用
Dst_Addr*=4096;
W25QXX_Write_Enable(); //SET WEL
W25QXX_Wait_Busy();
W25QXX_CS_L(); //使能器件
W25QXX_SPI_ReadWriteByte(W25X_SectorErase); //发送扇区擦除指令
W25QXX_SPI_ReadWriteByte((uint8_t)((Dst_Addr)>>16)); //发送24bit地址
W25QXX_SPI_ReadWriteByte((uint8_t)((Dst_Addr)>>8));
W25QXX_SPI_ReadWriteByte((uint8_t)Dst_Addr);
W25QXX_CS_H(); //取消片选
W25QXX_Wait_Busy(); //等待擦除完成
}
//等待空闲
void W25QXX_Wait_Busy(void)
{
while((W25QXX_ReadSR()&0x01)==0x01); // 等待BUSY位清空
}
//进入掉电模式
void W25QXX_PowerDown(void)
{
W25QXX_CS_L(); //使能器件
W25QXX_SPI_ReadWriteByte(W25X_PowerDown); //发送掉电命令
W25QXX_CS_H(); //取消片选
delay_us(3); //等待TPD
}
//唤醒
void W25QXX_WAKEUP(void)
{
W25QXX_CS_L(); //使能器件
W25QXX_SPI_ReadWriteByte(W25X_ReleasePowerDown); // send W25X_PowerDown command 0xAB
W25QXX_CS_H(); //取消片选
delay_us(3); //等待TRES1
}