本系列为ARM开发的进阶知识，讲解与ARM芯片进行通信的大部分高级外设的原理及使用方法，不局限于ARM芯片内部，实操性较强且晦涩，需要一定的读者具备一定代码阅读和理解能力。

• STM32 I2C总线通信专题讲解
  
  - n; M( I" A! v0 p+ @& Z

) b* Z4 H5 Z6 F& f7 Z" v

• 总线介绍：I2C（Inter-Integrated Circuit）总线（也称IIC或I2C）是由PHILIPS公司开发的两线式串行总线（单双工），用于连接微控制器及其外围设备，在这两根线上可以挂很多设备，同一时刻只能有一个节点处于主机模式，其他节点处于从机模式，总线上数据的传送都由主机发起。I2C总线没有片选信号线，所以需要通过协议来找到对应操作的芯片。是微电子通信控制领域广泛采用的一种总线标准。它是同步通信的一种特殊形式，具有接口线少，控制方式简单，期间封装形式少，通信速率高等优点。
    M3 P7 V% ^$ x  E6 K$ T! O
  
  : J& _  b5 t  S) t0 b& n  w3 E5 ?# I) t
  ! |, M7 \0 w2 B( j( T

• 总线特征：
  
  + |/ M& n& B$ L1 O4 _6 b

1.两条总线线路：一条串行数据SDA，一条串行时钟线SCL（主从设备使用同一时钟，属于同步通信）来完成数据的传输及外围器件的扩展

2.I2C总线上的每一个设备都可以作为主设备或者从设备，而且每一个设备都会对应一个唯一的地址，通常是7位，有时候是10位

3.I2C总线数据传输速率在标准模式下可达100kbit/s，快速模式下可达400kbit/s，高速模式下可达3.4Mbit/s。在开发配置的时候，最好检查从设备的传输速率从而对主设备（一般是MCU）进行相应的配置。一般通过I2C总线接口可编程时钟来实现传输速率的调整，同时也跟所接的上拉电阻的阻值有关。

0 W4 [* Q6 H3 i

4.I2C总线上的主设备与从设备之间以字节(8位)为单位进行单双工的数据传输。

, F8 N0 w" B2 q) X$ ~6 p

• 拓扑结构——总线型
  
  ) z* [9 d: w+ h

I2C 总线在物理连接上分别由SDA(串行数据线)和SCL(串行时钟线)及上拉电阻组成，SCL由主机发出，SCL越快，通讯速率越快。通信原理是通过对SCL和SDA线高低电平时序的控制来产生I2C总线协议所需要的信号进行数据的传递。在总线空闲状态时，这两根线一般被上面所接的上拉电阻拉高，保持着高电平。

• I2C总线协议
  
  

1.I2C协议规定:  总线上数据的传输必须以一个起始信号作为开始条件，以一个结束信号作为传输的停止条件。起始和结束信号总是由主设备产生。

2.空闲状态：SCL和SDA都保持着高电平。

( s, d8 J& u) S* h4 M& U% K

3.起始信号:  当SCL为高电平而SDA由高到低的跳变，表示产生一个起始条件，所有的从设备都能感受到这个跳变，做好准备等待被选择。

4.结束信号：当SCL为高而SDA由低到高的跳变，表示产生一个 停止条件

$ B3 f8 s. e, ]) h4 H

7 E0 L  X* L, P8 s8 `# T% |

5.数据传输：数据传输以字节为单位 , 主设备在SCL线上产生每个时钟脉冲的过程中将在SDA线上传输一个数据位，数据在时钟的高电平被采样这时候采集到是１就是１，是０就是０，所以在传输数据时，当时钟处于高电平时一定要保持稳定，时钟处于低电平时可以变换数据。（高电平采样，低电平变换）一个字节按数据位从高位到低位的顺序进行传输。主设备在传输有效数据之前 要先指定从设备的地址，一般为7位，然后再发生数据传输的方向位， 0表示主设备向从设备写数据，1表示主设备向从设备读数据。主从设备以字节为单位（８位）进行数据传输，开始传输数据时把从设备地址加上方向位组成一个８位的字节进行发送并接收一个应答。

6.应答信号：接收数据的器件在接收到 8bit 数据后，向发送数据的器件发出低电平的应答信号，表示已收到数据。这个信号可以是主控器件发出，也可以是从动器件发出。总之，由接收数据的器件发出。

6 i7 y8 r  b4 m

a.主设备向从设备写数据：

b.主设备读从设备的数据：

c.主设备读从设备的某个寄存器：读设备的寄存器首先应该对该设备发送写命令，很多设备都可以看成是一段内存，所以写命令写给从设备，指明要读取哪个地址（寄存器）的数据，接下来才是真正的读数据。不同的从设备是由区别的，在驱动I2C从设备时应当查明设备的时序图，又怎样的要求，不同的时序对应了不同的命令。

! X" O7 `# s1 Z4 i" P, a. @
( g( }. B/ Q6 F! O8 E" Z* E1 o

• STM32F4-I2C控制器特性
  
  $ q/ V' M; M& V6 x- l6 J8 W- t

软件模拟I2C时序：由于直接控制 GPIO 引脚电平产生通讯时序时，需要由 CPU 控制每个时刻的引脚状态，所以称之为“软件模拟协议”方式。我们知道，驱动I2C设备只需要两根管脚，即使单片机上没有I2C控制器，根据协议控制每根管脚每一时刻的电平状态，一根模拟数据线，一根模拟时钟线，就可以驱动从设备，相对而言效率低，但是可以实现控制驱动。STM32内部具备专门的I2C控制器，使用时只需对其进行相应的配置即可。

  E/ @$ J0 t0 I  L

硬件控制产生I2C时序：STM32 的 I2C 片上外设专门负责实现 I2C 通讯协议，只要配置好该外设，它就会自动根据协议要求产生通讯信号，收发数据并缓存起来，CPU只要检测该外设的状态和访问数据寄存器，就能完成数据收发。这种由硬件外设处理I2C协议的方式减轻了 CPU 的工作，且使软件设计更加简单。

控制器功能：配置主从模式（一般都把STM32当作主机使用，作为从机时应当对其赋一个地址），通过配置其内部的寄存器产生一些中断和错误信号，配置通信速率位标准模式、快速模式、超快速模式等

STM32芯片有３组I2C外设，可以同时进行３组I2C传输。它们的I2C通讯信号引出到不同的GPIO引脚上，使用时必须配置到这些指定的引脚。

& D% r; J, k) i6 C+ r

• EEPROM(AT24CXX)存储芯片介绍
  
  ) v. I1 Y( U6 S0 Y7 ^. X

一个典型的I2C接口的从设备，专门用于存储数据的芯片。EEPROM (Electrically ErasableProgrammable read only memory)，带电可擦可编程只读存储器，一种掉电后数据不丢失的存储芯片。EEPROM可以在电脑上或专用设备上擦除已有信息，重新编程。

EEPROM常用来存储一些配置信息，以便系统重新上电的时候加载之，容量不会很高。EEPOM 芯片最常用的通讯方式就是I2C协议。XX表示容量，常用值为01、02、04、16、32、64等，单位Kbit。一般的存储芯片都具有写保护功能，对WP管脚加一个高电平就开启了写保护功能，就无法往芯片内写数据了。在开发中通常将该管脚接地，确保能够写数据

典型24CXX芯片引脚如下：

例：24C65的设备地址为7位，高4位恒定为1010，低3位取决于A0-A2的电平状态，般主机在读写24CXX都是把设备地址连同读写位组合成一个字节一起发送。

1 x  u3 K0 a- T0 E+ [, M  m2 t

24C65的电气连线如下，根据电气连线可知，A0-A2均接地，因此读地址为1010 0001，即0xA1；写地址为10100000，即0xA0 ，且WP接地，用户随时可向芯片内部写入数据。

3 F& B  V  J; c/ H9 e  `

24C65写时序：首先发送一个起始信号，接着发送从设备地址以及方向位，收到应答后，向从设备发送要写的存储区域的首地址，24C65的存储地址是16位，先发送高８位，收到应答后再发送低８位，再次收到应答后开始写数据。６４Kbit大小位８K字节，需要１３位即可表示，所以高３位固定定为０，如下图。

这里是BYTE　WRITE，一次写一个字节，此芯片还支持PAGE　WRITE，一次写一页，也就是８个字节，如果想写更多，可设置一个for循环实现。

/ G/ x5 H3 Q, U4 \% P  f

24C65 读时序与写时序基本相同，只不过在读之前要发送再发送重复开始位进行读操作。

• I2C读写EEPROM实例
  
  
  

# G$ M6 f( f6 q7 G7 v8 [+ a

由电气原理图可知SCL和SDA分别接入了PB６和PB７管脚，读地址为1010 0001，即0xA1；写地址为10100000，即0xA0

步骤：

1.配置RCC

2.配置PB6和PB7管脚

6 T- E6 k9 b$ j* c3 F; N+ |: L* I

3.配置I2C协议参数

4.编写代码

1. //mian.c
   1 a5 _6 ^+ }, [6 h& N  L$ Z# j8 p
2. 
   
3. #include "main.h"
   
4. #include "stm32f4xx_hal.h"
   6 X- u% z# O, m9 x
5. #include "i2c.h"
   ( J+ ^" f. j* C& |
6. #include "usart.h"
   
7. #include "gpio.h"
   
8. 
   3 H% O6 c  H. [5 I; L
9. #define ReadAddr   0xA1
   2 g: d4 [# x; ]# I
10. #define WriteAddr  0xA0
    
11. 
    3 @( K7 h/ P* ^  Y; j* _  Q
12. uint8_t Wbuf[20] = "EEPROM TEST OK!";
    
13. uint8_t Rbuf[20] = {0};
    9 H6 j$ u2 a6 t& U1 n
14. 
    ' w# n$ |; t+ S+ Y" S
15. /*********  24C65写数据函数*****************************/
    
16. 
    ( D3 K( b1 \' E% Q, e
17. void  Eeprom_Write(uint16_t MemAddr, uint8_t *Wbuf, uint16_t len ){
    
18.         while(len--){
    5 U% n  T. p9 P$ n+ X* U' `
19.         //I2C_MEMADD_SIZE_16BIT表示存储单元大小
    
20.         //默认为两个参数，分别是I2C_MEMADD_SIZE_16BIT和I2C_MEMADD_SIZE_8BIT
    7 c1 a  m) s0 j' {6 _2 W: b2 ~* |- m
21.         //由于24C65的存储地址是16位的
    $ j" G6 K0 h0 V3 T
22.         //所以我们选择I2C_MEMADD_SIZE_16BIT
    3 T: s+ c6 x5 J8 z; [
23.         //1表示一次写一个字节
    
24.                 while(HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1, WriteAddr, MemAddr, I2C_MEMADD_SIZE_16BIT, Wbuf, 1, 100) != HAL_OK){};
    
25. MemAddr++;
      E  g/ C$ f) G" n- R
26. Wbuf++;
    . p: ]7 R; c7 D' J7 T3 z' y
27. }
    
28. }
    7 D" q5 K2 H# X' }( s  W
29. 
    9 e6 c1 Q0 E$ ~+ N( j
30. 
    
31. /*********  24C65读数据函数*****************************/
    0 k. }  ~1 O0 A) p2 x
32. 
    % m2 P$ |. W* X- N0 [# g
33. void  Eeprom_Read(uint16_t MemAddr, uint8_t *Rbuf, uint16_t len ){
    : L7 I9 `5 r. f
34.         //可以连续读，所以无需循环
    
35.         while(HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c1, ReadAddr, MemAddr, I2C_MEMADD_SIZE_16BIT, Rbuf, len, 100) != HAL_OK );
    6 k, [: p: m& Y  q2 r# L" ^1 Y
36. }
    : K# W4 `5 m6 t$ H
37. int mian(){
    
38.       MX_GPIO_Init();
    
39.       MX_I2C1_Init();
    
40.       MX_USART1_UART_Init();
    , i8 t3 t+ P" Z
41.       printf("this is i2c eeprom test\n");
    
42. 
    
43.       Eeprom_Write(0, Wbuf, sizeof(Wbuf) );
    ! Q8 z/ z7 a. V& _! q0 Y2 [
44.       HAL_Delay(500);
    6 a2 \$ K/ w% e, X( j1 S
45.       Eeprom_Read(0 , Rbuf, sizeof(Rbuf));
    
46.       printf("READ:  %s\n", Rbuf);
    9 @) Y. I$ |3 e$ Y  G
47. 
    * C7 s/ y4 o6 a( k7 t6 _
48.       while(){
    + p$ e6 B5 b9 C" e- H9 {* j
49. 
    
50.       }
    
51. }

复制代码

) t0 ~0 i7 i* x& v! q5 V+ v1 T8 T1 \

• STM32 SPI总线通信专题讲解
  
  

SPI接口是Motorola 首先提出的全双工三线同步串行外围接口，采用主从模式（Master Slave）架构；支持多slave模式应用，一般仅支持单Master。时钟由Master控制，在时钟移位脉冲下，数据按位传输，是高位在前还是低位在前是可以配置的，配置时根据从设备的通信进行相应配置，一般是高位在前，低位在后（MSB first）。SPI接口有2根单向数据线，为全双工通信，目前应用中的数据速率可达几Mbps的水平。

SPI总线被广泛地使用在FLASH、ADC、LCD等设备与MCU间，要求通讯速率较高的场合。

$ i) q; W$ z* L2 g6 Z

SPI接口共有4根信号线，分别是：设备选择线、时钟线、串行输出数据线、串行输入数据线。

  z1 S' A" J- S

（1）MOSI：主器件数据输出，从器件数据输入，连接从机的MOSI，与串口不同，串口需要反着连接（Rx-----Tx）

（2）MISO：主器件数据输入，从器件数据输出，连接从机的MISO

（3）SCLK ：时钟信号，由主器件产生

（4）/SS：从器件使能信号，由主器件控制（片选），一般情况下为地电平选中设备，高电平释放设备。

• SPI总线协议
  
  ) y2 ~" O$ v. Y, w" q8 ~: o: Q
  7 ]. Z. N. W, y$ D

1.数据交换逻辑：主机和从机都包含一个串行移位寄存器，主机通过向它的SPI串行寄存器写入一个字节发起一次传输。寄存器通过MOSI信号线将字节传送给从机，从机也将自己的移位寄存器中的内容通过MISO信号线返回给主机。这样两个移位寄存器中的内容就被交换了。从机的写操作和读操作时同步完成的，因此SPI成为一个很有效的协议。

如果主机只想写不想读，只需把数据放在数据寄存器，SPI控制器会自动传给外设，同时忽略掉外设传过来的数据即可；如果主机只想读不想写，主机写给外设一个空字符或者随便写一个数据，外设就会把数据传过来，不管是只读还是只写，主机与外设的读和写都h会发生且同时进行。

" H% g; u8 i: a# o

2.起始信号:  NSS信号线由高变低，是SPI通讯的起始信号。

3 C( `1 X  r6 d5 s. K6 Y$ y6 H

3.结束信号：NSS信号由低变高，是SPI通讯的停止信号。

9 L6 f+ E. B6 k! S/ R0 T; k' [

4.数据传输：SPI使用MOSI及MISO信号线来传输数据，使用SCK信号线进行数据同步。MOSI及MISO数据线在SCK的每个时钟周期传输一位数据，按位传输，且数据输入输出是同时进行的。SPI每次数据传输可以 8 位或 16 位为单位，每次传输的单位数不受限制，要么是8位，要么是16位，可以配置。

• SPI的4种通信模式
  
  

在SPI操作中，最重要的两项设置就是时钟极性（CPOL）和时钟相位（CPHA）这两项即是主从设备间数据采样的约定方式。由CPOL及CPHA的不同状态，SPI分成了四种模式，主机与从机需要工作在相同的模式下才可以正常通讯，因此通常主机要按照从机支持的模式去设置。同样在配置时一定要弄明白从机支持什么通信模式进行相应的配置。

/ A3 m% d" N: R: [2 [4 t5 w% n$ c

, N0 S; L# N5 {8 U  c) E

1.时钟极性CPOL : 设置时钟空闲时的电平：

a.当CPOL= 0 ，SCK引脚在空闲状态保持低电平；

b.当CPOL= 1 ，SCK引脚在空闲状态保持高电平。

. w# z3 q* w% n1 D; u7 e6 Q( _: w

2.时钟相位CPHA ：设置数据采样时的时钟沿：

a.当 CPHA=0时，MOSI或 MISO 数据线上的信号将会在 SCK时钟线的奇数边沿被采样

b.当 CPHA=1时， MOSI或 MISO 数据线上的信号将会在 SCK时钟线的偶数边沿被采样

5 Y3 ]$ f7 U3 B. M" L( O

• STM32F4-SPI控制器特性
  
  ) `% A) ?& f8 u" A1 u1 f# ~

* w) M) O5 I/ c

1.通讯引脚：

STM32F4芯片最多支持6个SPI外设控制器，它们的SPI通讯信号引出到不同的GPIO引脚上，使用时必须配置到这些指定的引脚，以《STM32F4xx规格书》为准。f407只有SPI1、SPI2、SPI3。

2 O; w# `7 F  w8 R: B

其中SPI1、SPI4、SPI5、SPI6是APB2上的设备，最高通信速率达42Mbtis/s，SPI2、SPI3是APB1上的设备，最高通信速率为21Mbits/s。其它功能上没有差异。

) I6 z- s. B2 n3 s' y% D6 L

2.时钟控制逻辑：

SCK线的时钟信号，由波特率发生器根据“控制寄存器CR1”中的BR[0:2]位控制，该位是对f pclk 时钟的分频因子，对f pclk 的分频结果就是SCK引脚的输出时钟频率。

其中的fpclk 频率是指SPI所在的APB总线频率，APB1为fpclk1 ，APB2为fpckl2

# u0 k/ m4 G/ c! G) N% b' I  D" f! H

3.数据控制逻辑：

STM32F4的MOSI及MISO都连接到数据移位寄存器上，数据移位寄存器的数据来源来源于接收缓冲区及发送缓冲区。

a.通过写SPI的“数据寄存器DR”把数据填充到发送缓冲区中。

3 m# V7 b' P9 G* [( M2 O

b.通过读“数据寄存器DR”，可以获取接收缓冲区中的内容。

c.其中数据帧长度可以通过“控制寄存器CR1”的“DFF位”配置成8位及16位模式；配置“LSBFIRST位”可选择MSB先行（高位在前）还是LSB先行（低位在前）。

. k+ M- `1 @, K0 E0 K

4.整体控制逻辑：

a.整体控制逻辑负责协调整个SPI外设，控制逻辑的工作模式根据“控制寄存器(CR1/CR2)”的参数而改变，基本的控制参数包括前面提到的SPI模式、波特率、LSB先行、主从模式、单双向模式（同时发送和接收、只发送关掉接收、只接收关掉发送）等等。

b.在外设工作时，控制逻辑会根据外设的工作状态修改“状态寄存器(SR)”，只要读取状态寄存器相关的寄存器位，就可以了解SPI的工作状态了。除此之外，控制逻辑还根据要求，负责控制产生SPI中断信号、DMA请求及控制NSS信号线。

" l" \. b- h: F, P3 `7 P. p

c.实际应用中，一般不使用STM32 SPI外设的标准NSS信号线，而是更简单地使用普通的GPIO，软件控制它的电平输出，从而产生通讯起始和停止信号。

! J, J& n  Q* L6 H

• 串行FLASH_W25X16简介
  
  

FLSAH 存储器又称闪存，它与EEPROM都是掉电后数据不丢失的存储器，但FLASH存储器容量普遍大于 EEPROM，现在基本取代了它的地位。我们生活中常用的 U盘、SD卡、SSD 固态硬盘以及我们 STM32 芯片内部用于存储程序的设备，都是 FLASH 类型的存储器。在存储控制上，最主要的区别是FLASH 芯片只能一大片一大片地擦写，而EEPROM可以单个字节擦写。

+ I: t  N1 c% t* e

W25X16有8192个可编程页，每页256字节。用“页编程指令”每次就可以编程256个字节。用扇区擦除指令每次可以擦除16页，即一个扇区包含16页，用块擦除指令每次可以擦除256页，用整片擦除指令即可以擦除整个芯片。W25X16有512个可擦除扇区或32个可擦除块。

. ^! p. [/ @; @5 d

1.W25X16的硬件连线如下：

$ G! E( J0 g$ L0 L; u

CS:    片选引脚，低电平有效，连接到STM32-PH2管脚

SO:   连接到STM32-PB4管脚（MISO）

SI:    连接到STM32-PB5管脚（MOSI）

CLK:  连接到STM32-PA5管脚（CLK）

WP:   写保护管脚，低电平有效，有效时禁止写入数据。接电源未使用

HOLD: HOLD 引脚可用于暂停通讯，该引脚为低电平时，通讯暂停，未使用

& U1 }( H# Q; r* a7 D/ K# T/ c

2.W25X16控制指令：

我们需要了解如何对FLASH芯片进行读写。FLASH 芯片自定义了很多指令，我们通过控制 STM32利用 SPI总线向 FLASH 芯片发送指令，FLASH芯片收到后就会执行相应的操作。

而这些指令，对主机端(STM32)来说，只是它遵守最基本的 SPI通讯协议发送出的数据，但在设备端(FLASH 芯片)把这些数据解释成不同的意义，所以才成为指令。

a.读制造商/设备ID（90）：该指令通常在调试程序的时候用到，判断SPI通信是否正常。该指令通过主器件拉低/CS片选使能器件开始传输，首先通过DI线传输“90H”指令，接着传输000000H的24位地址（A23-A0），之后从器件会通过DO线返回制造商ID（EFH）和设备ID。（注：SPI为数据交换通信，主器件在发送“90H”指令时也会接收到一个字节FFH，但此数据为无效数据）

! e% u8 _7 I, v+ p8 S

* I% [/ _: `4 U. S

b.写使能命令（06H）：在向 FLASH 芯片存储矩阵写入数据前，首先要使能写操作，通过“Write Enable”命令即可写使能。

c.扇区擦除（20H）：由于 FLASH 存储器的特性决定了它只能把原来为“1”的数据位改写成“0”，而原来为“0”的数据位不能直接改写为“1”。所以这里涉及到数据“擦除”的概念。

  h4 v! \$ g8 [" N3 M

在写入前，必须要对目标存储矩阵进行擦除操作，把矩阵中的数据位擦除为“1”，在数据写入的时候，如果要存储数据“1”，那就不修改存储矩阵 ，在要存储数据“0”时，才更改该位。

d.读状态寄存器（05H）：FLASH 芯片向内部存储矩阵写入数据需要消耗一定的时间，并不是在总线通讯结束的一瞬间完成的，所以在写操作后需要确认FLASH芯片“空闲”。我们只需要读取FLASH芯片内部的状态寄存器SRP的S0即可（当这个位为“1”时，表明 FLASH芯片处于忙碌状态，它可能正在对内部的存储矩阵进行“擦除”或“数据写入”的操作）

7 p3 Z% e" s4 x1 i7 W

% _8 B4 i5 C+ U" g4 l; I

e.读数据（03H）：读数据指令可从存储器依次一个或多个数据字节，该指令通过主器件拉低/CS电平使能设备开始传输，然后传输“03H”指令，接着通过DI管脚传输24位芯片存储地址，从器件接到地址后，寻址存储器中的数据通过DO引脚输出。每传输一个字节地址自动递增，所以只要时钟继续传输，可以不断读取存储器中的数据。

+ t( K4 d4 r! y5 O$ V

f.写数据——页编程（02H）:页编程指令可以在已擦除的存储单元中写入256个字节。该指令先拉低/CS引脚电平，接着传输“02H”指令和24位地址。后面接着传输至少一个数据字节，最多256字节。

注:当数据写到一个新的扇区的时候，需要重新发起一个页编程信号才能继续写入数据。

• STM32 SPI_FLASH基本配置和操作
  
  . q. ^* @, ^9 K4 Z+ A3 X4 [9 U
  

根据如下的硬件连线图进行配置

步骤：

1.使能时钟RCC

2.使能SPI1，配置相应管脚

" a( G; c1 O" y! ^' b, S" s/ h' p/ d

. v% j; D- F0 o0 S7 ~4 w1 b

3.配置SPI协议

: l0 {7 G( q% c; O0 R- V

4.编码

1. //main.c
   
2. 
   6 j: j# y5 f3 I* ~( w$ M
3. #include "w25x16.h"
   / K7 Y" i) ?. C  Y5 |  E! y& u
4. 
   
5. uint8_t RD_Buffer[5000] = {0};
   
6. uint8_t WR_Buffer[5000] = "SPI FLASH WRITE TEST\n";
   
7. 
   
8. int main(){
   7 l2 @( S$ G3 `% {+ q  V
9.     uint16_t FLASH_ID = 0;
   
10.     uint32_t i;
    1 S: D: B* D" n
11.    
    
12.     MX_GPIO_Init();
    
13.     MX_SPI1_Init();
    
14.     FLASH_ID = sFLASH_ReadID();
    ( c! j* y; l! @& U  f, X( e
15.    
    
16.     /******测试擦除******/
    
17.     sFLASH_EraseSector(4096*0);
    7 h' s( [5 M# b) O. m$ z
18.     //sFLASH_EraseSector(4096*1);
    ; U8 U9 W1 j, b5 J7 b
19.     sFLASH_ReadBuffer(RD_Buffer,0,4096);
    
20.     printf("读数据开始\n");
    1 S) }" m7 e! x' {  p
21.     for(i=0; i<4096; i++)
    
22.     {
    
23.     printf("%x ",RD_Buffer[i]);
    ' j1 T# E4 @# t0 @5 M
24.     }
    ( S, \( T2 D2 T# w: |
25.     printf("读数据结束\n");
    
26. 
    
27. 
    ' K  c; B7 j  f- B
28.     /******测试写操作1*****/
    
29.     //写之前都需要擦除扇区
    
30.     sFLASH_EraseSector(4096*0);
    
31.     sFLASH_WritePage(WR_Buffer,0, 20);
    
32.     sFLASH_ReadBuffer(RD_Buffer,0,20);
    
33.     printf("READ DATA: %s\n",RD_Buffer);
    " p: J/ |, P& H. ?
34.    
    3 p0 e+ @3 z, x2 @: M+ |/ l
35.     /******测试写操作2*****/
    
36.     //写之前都需要擦除扇区
    
37.     sFLASH_EraseSector(4096*0);
    
38.     sFLASH_EraseSector(4096*1);                           
    
39.     for(i=0; i<4096; i++)
    
40.     {
    
41.     WR_Buffer[i] = 0x55;
    6 q: c: @* B: L: `* P: h
42.     }
    ! ?0 {+ f, E% Z
43.     sFLASH_WriteBuffer(WR_Buffer,4090, 1000);
    
44.     sFLASH_ReadBuffer(RD_Buffer,4090,1000);
    ; X* U' A+ f! n8 I1 ?& T6 C
45.     for(i=0; i<1000; i++)
    & [( W5 u, \+ D: s
46.     {
    
47.     printf("%x ",RD_Buffer[i]);
    , o9 e8 _0 c0 {' |. I
48.     }
    & L! v! x+ w. D  S- y4 \
49.     /*****************/
    
50.     while(){}
    
51. }
    
52. //w25x16.h
    
53. 
    
54. #ifndef __W25X16_H
    
55. #define __W25X16_H
    
56. 
    
57. #include "stm32f4xx_hal.h"
    
58. 
    
59. //使用宏定义芯片指令
    8 [4 E9 V4 z% e! Q$ g1 T0 ^& e; ^
60. #define W25X_ManufactDeviceID  0x90  /* Read identification */
    
61. #define sFLASH_CMD_WREN        0x06/* Write enable instruction */
    & Y" A$ p7 H( [" T" R6 w# [3 F) C$ X0 y
62. #define sFLASH_CMD_RDSR        0x05/* Read Status Register instruction  */
    / m2 q0 s# {0 }* a0 K, Q7 N  w
63. #define sFLASH_CMD_SE          0x20/* Sector Erase instruction */
    
64. #define sFLASH_CMD_WRITE       0x02  /* Write to Memory instruction */
    & c3 Q: E# \8 @
65. #define sFLASH_CMD_READ        0x03/* Read from Memory instruction */
    # L3 M# e' I: U& x
66. #define sFLASH_DUMMY_BYTE      0x00 //空字节，用于只读传回来的数据
    
67. #define sFLASH_BUSY_FLAG       0x01
    
68. #define sFLASH_SPI_PAGESIZE    0x100
    
69. 
    % K9 g8 K6 ^7 G- j/ H
70. /* 选中芯片，拉低信号 */
      z% ]; w. ?1 q
71. #define sFLASH_CS_LOW()       HAL_GPIO_WritePin(GPIOH,GPIO_PIN_2,GPIO_PIN_RESET)
    
72. /* 释放芯片，拉高信号 */
    1 |/ M0 \  D6 Z
73. #define sFLASH_CS_HIGH()      HAL_GPIO_WritePin(GPIOH,GPIO_PIN_2,GPIO_PIN_SET)
    
74. 
    5 Q9 T0 K. ^  H$ B
75. //定义函数
    8 H  h( N6 ^. V" }
76. uint8_t sFLASH_SendByte(uint8_t byte);
    
77. uint16_t sFLASH_ReadID(void);
    ) F0 N7 g. S- \; X/ q# t: l1 ^
78. void sFLASH_EraseSector(uint32_t SectorAddr);
    & _. ?! n1 ?& e4 i0 r. A, O
79. void sFLASH_WriteBuffer(uint8_t* pBuffer, uint32_t WriteAddr, uint32_t NumByteToWrite);
    8 J2 V" [1 b6 u  C6 f' D
80. void sFLASH_WritePage(uint8_t* pBuffer, uint32_t WriteAddr, uint32_t NumByteToWrite);
    
81. void sFLASH_ReadBuffer(uint8_t* pBuffer, uint32_t ReadAddr, uint32_t NumByteToRead);
    / ~) {% J! h& K
82. #endif

复制代码

1. //w25x16.c
   1 `0 H; P; J; J* R; ]  K2 ^
2. 
   
3. #include "w25x16.h"
   6 ]! {- U- r8 V* ]
4. 
   : Y/ a. m5 A' h8 s
5. extern SPI_HandleTypeDef hspi1;
   
6. 
   
7. /*读写一个字节函数，因为SPI读和写同时完成*/
   4 s1 A* q6 H" g2 p% }* u; b
8. /*发送数据一定会接收到一个数据*/
   
9. uint8_t sFLASH_SendByte(uint8_t byte)
   
10. {
    
11.     uint8_t TX_DATA = byte;
    # \+ l" D$ n" W9 M
12.     uint8_t RX_DATA = 0;
    8 L& r5 {" r3 D, d  D7 z! I
13.     HAL_SPI_TransmitReceive(&hspi1, &TX_DATA ,&RX_DATA , 1, 1000);
    ( f: X$ Q$ P* l3 c7 K7 W. n
14.     return RX_DATA;
    ! t" E- {, I7 o& x( P8 T1 ~4 b
15. }
      |+ e- E. j: v1 i2 k9 m5 e
16. 
    ) z! v2 G% b" ?5 p0 p
17. /*等待擦除或者写数据完成*/
    
18. void sFLASH_WaitForEnd(void)
    ( D1 u' C) |) ^
19. {
    1 W* \! [- `0 J. [8 t' v5 [; a
20.     uint8_t sr_value = 0;
    
21.     sFLASH_CS_LOW();
    
22.     sFLASH_SendByte(sFLASH_CMD_RDSR);
    7 E( S" o, ^1 Y7 h0 ?
23.             //读S0的值，为1表示忙碌，为0表示停止         
    
24.     do{
    
25.                 //发一个空字节，得到S0的值            
    
26.                 sr_value = sFLASH_SendByte(sFLASH_DUMMY_BYTE);
    : c3 _! W4 H5 J% A0 t% j& T
27.     }while( sr_value & sFLASH_BUSY_FLAG);
    ; o# Q# s( ]: E9 t. \$ X. Z
28. 
    
29.     sFLASH_CS_HIGH();
    
30. }
    
31. 
    
32. void sFLASH_WriteEnable(void)
    $ C( j1 l! l2 J5 V. i: ]
33. {
    
34.     sFLASH_CS_LOW();
    
35.    
    . W3 h2 z. E& F7 q; Y( m; }! L
36.     sFLASH_SendByte(sFLASH_CMD_WREN);
    
37.    
    
38.     sFLASH_CS_HIGH();
    
39. }
    ; X5 m# N, X( @, V9 Z
40. 
    
41. 
    
42. /*读设备ID*/
    0 U6 I0 ^9 d" R5 t3 ~- k
43. uint16_t sFLASH_ReadID(void)
    - l* _- S% B- Q  i" G9 j' w
44. {
    
45.     uint16_t FLASH_ID;
    ) W, u) |! n" M3 u
46.     uint8_t temp0,temp1;
    3 F/ ^1 Y1 C  ?0 z5 }, D! H8 e% ^" s1 {
47.    
    
48.    
    
49.     sFLASH_CS_LOW();
    
50.    
    & P. L# u  t: `& O
51.     sFLASH_SendByte(W25X_ManufactDeviceID);
    
52.     //读设备指令后要发24位地址，所以要发三次
    
53.     sFLASH_SendByte(sFLASH_DUMMY_BYTE);
    / i/ o- D# x- |( z/ D$ c; T
54.     sFLASH_SendByte(sFLASH_DUMMY_BYTE);
    
55.     sFLASH_SendByte(sFLASH_DUMMY_BYTE);
    
56.     //制造商ID
    3 [$ w- b- D5 j+ y3 x
57.     temp0 = sFLASH_SendByte(sFLASH_DUMMY_BYTE);
    : @* X8 o" s* u8 Z- J
58.     //设备商ID
    
59.             temp1 = sFLASH_SendByte(sFLASH_DUMMY_BYTE);
    
60.    
    
61.     sFLASH_CS_HIGH();
    2 z9 r! o8 W$ d) D& O: L0 s
62.    
    
63.     FLASH_ID = (temp0 << 8) | temp1;
    
64.    
    & `( g0 Q1 x/ o& Q0 N- P3 C9 [
65.     return FLASH_ID;
    
66. }
    
67. 
    8 z$ {5 d1 E0 |7 R
68. //擦除扇区，擦除为1，因为只能由1变为0 ，不能0变1
    
69. void sFLASH_EraseSector(uint32_t SectorAddr)
    ! i% h: Q  V6 N, a
70. {
    + W# n( N3 S5 l' h, M
71.     //SectorAddr表示擦除第几个扇区
    . n1 v, \3 m1 [2 ?: [
72.     sFLASH_WriteEnable();  //开启写使能
    # Q& m, Z  t0 H: U- @
73.     sFLASH_CS_LOW();//拉低,片选
    & U4 V' z& A' s6 C! e& _
74.     //擦除命令
    
75.     sFLASH_SendByte(sFLASH_CMD_SE);
    
76.             //传24位地址
    
77.             //传送高8位，将中8位和低8位一共16位移出去，得到高8位                  
    7 Z1 e5 ^( d& j8 q* s
78.     sFLASH_SendByte( (SectorAddr>>16) & 0xff);   
    & ~) O: I8 O* {* o3 Q7 ?
79.     sFLASH_SendByte( (SectorAddr>>8) & 0xff);    //传送中8位
    4 n6 o& B0 A1 f' F+ i$ \
80.     sFLASH_SendByte( (SectorAddr>>0) & 0xff);    //传送低8位
    ' X1 O6 P$ o$ f, i1 l. h
81.      
    
82.     sFLASH_CS_HIGH();
    / E/ B, J$ h% z
83.    
    0 |+ |) s; P1 Y: D, D
84.     /*读状态寄存器，等待擦除完成*/
    
85.     sFLASH_WaitForEnd();
    
86. }
    3 N( L3 W  C, T' Y& \
87. 
    5 h7 g1 ]) E5 o4 D: J6 K
88. //读数据
    
89. //读命令和读地址发送后，芯片内部会自动不断递增读数据
    
90. void sFLASH_ReadBuffer(uint8_t* pBuffer, uint32_t ReadAddr, uint32_t NumByteToRead)
    
91. {
    ) z& |4 K% {* R2 [0 [
92.     sFLASH_CS_LOW();
    / [, r) C/ _& d8 d) ?
93.    
    6 l% E- o# G$ y1 Q  h( M
94.     sFLASH_SendByte(sFLASH_CMD_READ);
    + I4 z2 [9 D6 [
95.     sFLASH_SendByte( (ReadAddr>>16) & 0xff);   //传送高8位
    
96.     sFLASH_SendByte( (ReadAddr>>8) & 0xff);    //传送中8位
    
97.     sFLASH_SendByte( (ReadAddr>>0) & 0xff);    //传送低8位
    
98.    
    
99.     while(NumByteToRead--)
    
100.     {
     9 E1 K4 s5 `$ c9 T' {- G0 y7 Y
101.     * pBuffer = sFLASH_SendByte(sFLASH_DUMMY_BYTE);
     ; Q- T% e- D$ |& E+ d6 O
102.     pBuffer++;
     8 N) ^% l, ^: W) A$ }4 x+ M
103.     }
     . C* U1 P' n+ ^7 `
104.    
     
105.     sFLASH_CS_HIGH();
     
106. }
     
107. 
     
108. //写一页最多只能写256个字节，一个扇区16页，一个块16个扇区                              
     6 @6 N' l/ ]9 Z. s/ X$ [
109. void sFLASH_WritePage(uint8_t* pBuffer, uint32_t WriteAddr, uint32_t NumByteToWrite)
     0 V# G8 y( e2 W3 @. ]5 V" K4 t! |& q2 c
110. {
     
111.     if(NumByteToWrite > sFLASH_SPI_PAGESIZE )
     
112.     {
     7 X: }% X% F) f! M' u" E5 f6 W
113.     NumByteToWrite = sFLASH_SPI_PAGESIZE;
     
114.    
     
115.     printf("写数据量过大，超过一页大小\n");
     
116.     }
     ! E! o( k1 E, a3 R- R
117.    
     
118.     sFLASH_WriteEnable();  //开启写使能
     
119.    
     1 M% h  Q1 X- ~) [& g/ T" G# J
120.     sFLASH_CS_LOW();
     
121.    
     
122.     sFLASH_SendByte(sFLASH_CMD_WRITE);
     
123.     sFLASH_SendByte( (WriteAddr>>16) & 0xff);   //传送高8位
     
124.     sFLASH_SendByte( (WriteAddr>>8) & 0xff);     //传送中8位
     
125.     sFLASH_SendByte( (WriteAddr>>0) & 0xff);      //传送低8位
     7 T4 M5 J% ]+ A1 c
126.    
     
127.     while(NumByteToWrite--)
     
128.     {
     
129.     sFLASH_SendByte(* pBuffer);
     
130.     pBuffer++;
     
131.     }
     * N% a: u$ t" n) u  B: r3 R
132.    
     
133.     sFLASH_CS_HIGH();
     # D7 h: ?% B! b
134.    
     
135.     /*擦除和写数据都涉及到写动作，一定要等待完成*/
     6 x$ {' G% X2 V9 r% h) h
136.     sFLASH_WaitForEnd();
     
137. }
     : a" g) _2 \( D, }/ G
138. 
     
139. //写任意地址、任意长度
     
140. void sFLASH_WriteBuffer(uint8_t* pBuffer, uint32_t WriteAddr, uint32_t NumByteToWrite)
     : a7 k- v6 f, h  v7 u, z( n
141. {
     2 f* }0 i' L+ r3 D
142.     uint16_t NumOfPage, NumOfBytes, count, offset;
     # V5 j; U, ~, d) K4 c
143.     //求WriteAddr在某一页的位置        
     
144.     offset = WriteAddr % sFLASH_SPI_PAGESIZE;
     # z- D. N+ _, b) t+ Y* C
145.     //求某一页剩余的大小
     
146.     count = sFLASH_SPI_PAGESIZE - offset;
     + P1 R0 f& x% t0 k
147.    
     4 i6 O9 O; t! c3 F. A5 }) g% g
148.     /*处理页不对齐的情况，防止页内覆盖*/
     4 n2 `' N0 h: t9 j  k: [2 z$ [
149.     //先把某一页剩下的部分写掉，之后的就能新页的起始处开始写        /*offset有值表示需要页对齐，如果要写的字节数小于某一页剩余的部分，那就无需对齐*/                  
     : D/ G5 t0 F  c4 L. {
150.     /*这两个条件必须同时满足*/
     9 P6 i; i7 @7 g$ k
151.     if(offset && (NumByteToWrite > count ))
     1 x: N: t7 F/ o- k: i
152.     {
     . F! {1 `/ k2 _! o0 a) x
153.     sFLASH_WritePage(pBuffer,WriteAddr,count);
     - K9 r& }" E3 ]2 _. [  y
154.     NumByteToWrite -= count;//去掉已经写了的，从新页开始
     
155.     pBuffer += count;
     
156.     WriteAddr += count;
     8 v5 W! m6 b" t. x9 a5 x( c% ^
157.     }
     - ]4 W$ R- z5 e# u8 ^( P. Y; `, k
158.    
     
159.     /*最多可分多少页*/
     3 n) {# ]9 m* y* W0 A
160.     NumOfPage = NumByteToWrite / sFLASH_SPI_PAGESIZE;
     0 K2 n; p/ s7 ^, J% n. _/ t3 A
161.     /*剩余多少字节*/
     : k. ~$ J* J( @8 W; v  ~# j
162.     NumOfBytes = NumByteToWrite % sFLASH_SPI_PAGESIZE;
     
163.    
     ; Q% L, t& A% N  D' E
164.     if(NumOfPage)
     
165.     {
     
166.         while(NumOfPage--)
     9 p7 u5 f6 n- U4 W! q, O
167.         {
     
168.              //每一页都发起页编程
     $ L$ d( X& R, i3 }" r7 u; @
169.              sFLASH_WritePage(pBuffer,WriteAddr,sFLASH_SPI_PAGESIZE);
     1 j0 V, Y, ~5 z7 a5 h' L! Y7 r
170.              pBuffer += sFLASH_SPI_PAGESIZE;
     . W) l3 Z' Q+ r  s# Q, O# o' k
171.      WriteAddr += sFLASH_SPI_PAGESIZE;
     5 |5 N; D1 x; \5 x" I" u
172.          }
     
173.     }
     
174.    
     
175.     if(NumOfBytes)
     8 L0 \8 k: e% M! k9 M$ v7 D4 D
176.     {
     " [5 {5 w5 @6 H' F
177.     sFLASH_WritePage(pBuffer,WriteAddr,NumOfBytes);
     
178.     }
     ( f! n& d( b" }% k
179. }

复制代码

1 Z" g5 T9 L' [& q

• 为什么会有两种写操作函数，是因为这里的写操作有两个特点：
  
  
  

1.无法突破页限制，超过一页需要重新发起页编程信号。另外如果要写的数据大于剩余一页剩余的容量，那么超出的数据会写到当前页起始地址出。例如，初始输入的写地址为200，而要写的数据大小为100，那么要写的前56个字节会从地址200开始依次写入，剩下的44个字节会从当前页的0地址开始依次写入，这很有可能覆盖之前的数据。

  W4 L. L; b* P' F+ r( T

2.无法突破扇区的限制，当数据写到一个新的扇区的时候，需要重新发起一个页编程信号才能继续写入数据。

9 S! `2 U% p0 F# N5 G0 M转载自：骆驼听海