+ V8 q* j# i0 e+ G( h

! Y& U: |9 m% G" h

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
  
  

• 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。
  
  
  9 J' A+ t! S8 v2 [% e$ s5 Z! t: Z

  v8 W  r% |, ~, \

• 总线特征：
  
  ; |* k6 k! M1 d5 g* q+ g7 K3 d

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。

7 w) t& `  W+ f! Q; }' n6 V6 `

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。

• 拓扑结构——总线型
  
  

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
  
    `  B/ r6 w$ M6 p) Y

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。

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。

5 M- H; A7 r" T, a/ D3 A- T

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

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。

; W4 ]8 X& ?' j

2 d0 J( J( ^& E- ?* |! e( M9 s. n

a.主设备向从设备写数据：

b.主设备读从设备的数据：

+ ]2 e8 z. e8 a1 U

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。

• STM32F4-I2C控制器特性
  
  2 {) J4 b7 J! k

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。

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。

3 C0 |7 i/ R9 G5 ~

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。

1 y6 B* x6 {7 }/ P! j

% g+ G) E! [* R/ h

• EEPROM(AT24CXX)存储芯片介绍
  
    `  d. V* T! m3 M3 _, ~

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：

2 U# p3 N, f* L' p8 I8 N0 I  R

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。

, D3 V6 S" u, G3 P0 ]

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。

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。

. M' B6 c0 j' g$ K$ V

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。

7 z; j6 e$ a1 u7 f% v7 Z; Y

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。

) f5 i$ O5 ]$ v0 }

• I2C读写EEPROM实例
  
  ; ?: Q; G8 T7 J6 X9 h

' S6 g% \6 t7 _' m8 ^, Q

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

% c, R! |7 f1 b3 b+ F, Y. v

步骤：

1.配置RCC

6 u; G5 `' E" a  v6 K4 _5 `

2.配置PB6和PB7管脚

3.配置I2C协议参数

# H' F$ }' m" S6 t

4.编写代码

1. 
   9 P- ~# J6 ?" X" P5 v- M) W% ]
2. //mian.c
   3 K) F2 x- h3 O% i
3. 
   4 j$ H9 X: s9 _5 L
4. #include "main.h"
   
5. #include "stm32f4xx_hal.h"
   3 v! c" S5 V* t, b
6. #include "i2c.h"
   
7. #include "usart.h"
   
8. #include "gpio.h"
   
9. 
   1 i7 ?5 U" ~' q
10. #define ReadAddr   0xA1
    2 @- y  ]& F8 B% P+ P
11. #define WriteAddr  0xA0
    ) _, o' [6 J0 f' [# C3 z
12. 
    
13. uint8_t Wbuf[20] = "EEPROM TEST OK!";
    ; E1 d" Q7 C+ p  t
14. uint8_t Rbuf[20] = {0};
    ( Z3 Q& f7 C3 G) l! H3 u
15. 
    
16. /*********  24C65写数据函数*****************************/
    
17. 
    " u' }$ q. q1 \) \# j% W: `
18. void  Eeprom_Write(uint16_t MemAddr, uint8_t *Wbuf, uint16_t len ){
    
19.         while(len--){
    3 A1 n' F+ x0 N0 k9 s( F/ z
20.         //I2C_MEMADD_SIZE_16BIT表示存储单元大小
    
21.         //默认为两个参数，分别是I2C_MEMADD_SIZE_16BIT和I2C_MEMADD_SIZE_8BIT
    
22.         //由于24C65的存储地址是16位的
    ! Z3 H# ?+ M! i' E( j
23.         //所以我们选择I2C_MEMADD_SIZE_16BIT
    & f: a/ k  v6 Z
24.         //1表示一次写一个字节
    
25.                 while(HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1, WriteAddr, MemAddr, I2C_MEMADD_SIZE_16BIT, Wbuf, 1, 100) != HAL_OK){};
    
26. MemAddr++;
    5 h, v1 r# w$ \/ D. B) y& k8 c4 b! M
27. Wbuf++;
    
28. }
    % |( a) U1 G, p6 }# G
29. }
    
30. 
    6 V/ k( \: v: `6 g" ]! W1 R4 a5 M
31. 
    + E' A. k! F3 I7 I
32. /*********  24C65读数据函数*****************************/
    
33. 
    
34. void  Eeprom_Read(uint16_t MemAddr, uint8_t *Rbuf, uint16_t len ){
    
35.         //可以连续读，所以无需循环
    
36.         while(HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c1, ReadAddr, MemAddr, I2C_MEMADD_SIZE_16BIT, Rbuf, len, 100) != HAL_OK );
    
37. }
    & ^# m5 t1 R1 Y6 b' f6 c- c9 j
38. int mian(){
    , C& G3 _" B" I/ G/ A6 r7 y; @
39.       MX_GPIO_Init();
    
40.       MX_I2C1_Init();
    # j* A0 m' T. t% p
41.       MX_USART1_UART_Init();
    
42.       printf("this is i2c eeprom test\n");
    9 K  P# w) P7 L
43. 
    ( b; c7 O. s3 K
44.       Eeprom_Write(0, Wbuf, sizeof(Wbuf) );
    3 K2 U9 j8 b/ h/ W$ o& p( u
45.       HAL_Delay(500);
    2 M9 P3 j/ w# I. k( q
46.       Eeprom_Read(0 , Rbuf, sizeof(Rbuf));
    
47.       printf("READ:  %s\n", Rbuf);
    
48. 
    ' E2 O9 p! A1 K5 Q
49.       while(){
    % ^3 z& w7 g+ n
50. 
    1 U& ?2 U+ B/ ^  M, _# l
51.       }
    & p: J/ B1 Q3 V5 h( w- ~
52. }

复制代码

3 T8 Z3 @' h# u2 f$ h# p4 @6 ?

• STM32 SPI总线通信专题讲解
  
  5 j3 W0 m/ H3 u5 i( {! p8 \) P6 x

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。

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。

6 @' I% n/ N6 p

; \6 l) p$ S" L7 L0 e

（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。

8 @" c" d  a" M. M# N

• SPI总线协议
  
  

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。

. j' x& A& q6 _' S' u" }" o

2.起始信号:  NSS信号线由高变低，是SPI通讯的起始信号。

9 f. y# n  q- @( p& I

3.结束信号：NSS信号由低变高，是SPI通讯的停止信号。

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。

+ G* k' a& W4 O# C+ h! i4 a. j

. y) U5 S' b- A' e

• SPI的4种通信模式
  
  

2 N9 m( w; [- I! t

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。

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。

1 E1 j5 L; I* x" ~% j* P

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

  g! K2 F% |$ w- y% R- f" n

+ d! l* [" N* c+ V0 [. z7 g

• STM32F4-SPI控制器特性
  
  , n( @! z- W8 K6 i" F

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。

$ V0 Q8 h( a& u6 i

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。

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

. p1 I$ g. ^8 \6 t9 D* m3 c9 ]

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。

  {! U- `. y8 Q! u/ x

a.通过写SPI的“数据寄存器DR”把数据填充到发送缓冲区中。

b.通过读“数据寄存器DR”，可以获取接收缓冲区中的内容。

+ \7 N5 U+ D+ J& H, g

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）。

3 }! @' [& k5 v1 U, G! I

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。

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。

• 串行FLASH_W25X16简介
  
  ; Q+ Z8 T6 Z& j: i/ X

* K& _+ O# Q+ J2 B+ J1 A

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。

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。

! D' \$ i6 Z+ s/ t. B; u/ p! \0 A

1.W25X16的硬件连线如下：

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

5 d& R' `2 E3 A$ r8 a: M6 N6 \3 v6 D

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。

' i# S; B' }5 y# x: C; J

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）

5 j: X( a+ d* h5 P. h

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。

5 G/ c/ p) w1 m% m; m8 u

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。

$ u3 f- M  x1 F! ?3 H* D

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。

3 P$ z$ L$ Y7 q5 p! M: a0 p- f

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）

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。

! `5 b, [5 o/ n3 t

# l$ ~' I4 {$ ~2 i

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。

: ]! `6 K( Z1 X3 W; p

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
  
  

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

: f7 j& o2 Z+ ]0 D3 G

3.配置SPI协议

4.编码

1. //main.c
   8 L' ]. ^9 l- X( }4 L  ~
2. 
   
3. #include "w25x16.h"
   
4. 
   
5. uint8_t RD_Buffer[5000] = {0};
   
6. uint8_t WR_Buffer[5000] = "SPI FLASH WRITE TEST\n";
   
7. 
   
8. int main(){
   - J- C. K+ s  w( H' u3 l
9.     uint16_t FLASH_ID = 0;
   9 T5 y2 P7 R# c& y- y# {
10.     uint32_t i;
    
11.    
    , z( a1 ~2 r0 ^! A: r* K
12.     MX_GPIO_Init();
    
13.     MX_SPI1_Init();
    . V$ u4 L4 t* w8 [* H) C) l
14.     FLASH_ID = sFLASH_ReadID();
    
15.    
    ) F% d6 D. {- g6 w7 c( O, ]
16.     /******测试擦除******/
    9 G9 T* e! h7 C- @6 L5 q; E
17.     sFLASH_EraseSector(4096*0);
    
18.     //sFLASH_EraseSector(4096*1);
    
19.     sFLASH_ReadBuffer(RD_Buffer,0,4096);
    
20.     printf("读数据开始\n");
    . N7 |0 e( Z& ^0 T; g
21.     for(i=0; i<4096; i++)
    % G+ p' c, [; d9 q
22.     {
    
23.     printf("%x ",RD_Buffer[i]);
    
24.     }
    # w' B* ~9 y7 M0 o' }. _' ?/ k( A
25.     printf("读数据结束\n");
    
26. 
    - R6 J7 W- ]2 N" T
27. 
    
28.     /******测试写操作1*****/
    
29.     //写之前都需要擦除扇区
    8 h, _1 M! O. ~8 Q8 w  G, d* m. F
30.     sFLASH_EraseSector(4096*0);
    
31.     sFLASH_WritePage(WR_Buffer,0, 20);
    
32.     sFLASH_ReadBuffer(RD_Buffer,0,20);
    , ^, d& F4 x+ `. [" ~) R5 ~8 a
33.     printf("READ DATA: %s\n",RD_Buffer);
    , v! a, P1 c& W! O  i4 w% g2 x, H
34.    
    ! Q* P2 @$ A  x; T3 R
35.     /******测试写操作2*****/
    
36.     //写之前都需要擦除扇区
    
37.     sFLASH_EraseSector(4096*0);
    0 w$ v2 b0 x" @0 Q; C8 O% D
38.     sFLASH_EraseSector(4096*1);                           
    
39.     for(i=0; i<4096; i++)
    9 C0 y( l1 Y7 ^( b/ e% X- x+ U1 N
40.     {
    
41.     WR_Buffer[i] = 0x55;
    
42.     }
    . V6 I) p* N* W+ o3 R& G4 h
43.     sFLASH_WriteBuffer(WR_Buffer,4090, 1000);
    
44.     sFLASH_ReadBuffer(RD_Buffer,4090,1000);
    
45.     for(i=0; i<1000; i++)
    
46.     {
    
47.     printf("%x ",RD_Buffer[i]);
    2 g$ v0 ~" ?8 W! Y( p+ U8 S* E
48.     }
      {. l6 W+ C" z/ D, \$ {
49.     /*****************/
    3 p" i5 p- }9 t: ^  [# c  E1 B
50.     while(){}
    9 Y( Y; K" Q! h/ n9 K; \
51. }

复制代码

1. //w25x16.h
   : o" S, ]1 K3 E3 o
2. 
   - \0 O8 e$ F2 \0 ~$ u
3. #ifndef __W25X16_H
   
4. #define __W25X16_H
   
5. 
   ' x, b* i$ }& N1 F+ Z# f& r/ R
6. #include "stm32f4xx_hal.h"
   ' a- f- W( N/ f! d: u) X  B
7. 
   
8. //使用宏定义芯片指令
   & P( `# P5 y8 x
9. #define W25X_ManufactDeviceID  0x90  /* Read identification */
   
10. #define sFLASH_CMD_WREN        0x06/* Write enable instruction */
    + K" ]% N+ K5 W6 R- u3 A
11. #define sFLASH_CMD_RDSR        0x05/* Read Status Register instruction  */
    ' g- o$ [9 B! V% x7 o; K; h
12. #define sFLASH_CMD_SE          0x20/* Sector Erase instruction */
    
13. #define sFLASH_CMD_WRITE       0x02  /* Write to Memory instruction */
    ) R% v  j! w# f6 k
14. #define sFLASH_CMD_READ        0x03/* Read from Memory instruction */
    
15. #define sFLASH_DUMMY_BYTE      0x00 //空字节，用于只读传回来的数据
    3 @( d; b# Q9 J. Z0 m4 l9 y: P; C
16. #define sFLASH_BUSY_FLAG       0x01
    ! {4 c; Y. L* Q% I6 t) W) d/ d
17. #define sFLASH_SPI_PAGESIZE    0x100
    
18. 
    
19. /* 选中芯片，拉低信号 */
    5 s. p! k7 g& a' C% O
20. #define sFLASH_CS_LOW()       HAL_GPIO_WritePin(GPIOH,GPIO_PIN_2,GPIO_PIN_RESET)
    
21. /* 释放芯片，拉高信号 */
    
22. #define sFLASH_CS_HIGH()      HAL_GPIO_WritePin(GPIOH,GPIO_PIN_2,GPIO_PIN_SET)
    
23. 
    
24. //定义函数
    
25. uint8_t sFLASH_SendByte(uint8_t byte);
    # h' }, M6 w$ J' S/ s
26. uint16_t sFLASH_ReadID(void);
    
27. void sFLASH_EraseSector(uint32_t SectorAddr);
    0 v6 S1 n/ t( ]6 P. [# m3 \0 v
28. void sFLASH_WriteBuffer(uint8_t* pBuffer, uint32_t WriteAddr, uint32_t NumByteToWrite);
    
29. void sFLASH_WritePage(uint8_t* pBuffer, uint32_t WriteAddr, uint32_t NumByteToWrite);
    
30. void sFLASH_ReadBuffer(uint8_t* pBuffer, uint32_t ReadAddr, uint32_t NumByteToRead);
    
31. #endif

复制代码

1. 
   , c' n1 F' {# \6 X% b
2. //w25x16.c
   % z9 @1 [/ h% b& [/ i& U/ Q
3. 
   " X1 \5 s  I4 H" I3 `
4. #include "w25x16.h"
   9 W6 E) A  P4 K1 T' ^( q
5. 
   
6. extern SPI_HandleTypeDef hspi1;
   
7. 
   ) _# X. i: D( m
8. /*读写一个字节函数，因为SPI读和写同时完成*/
   ' }* `. T( l' F; A4 I% B
9. /*发送数据一定会接收到一个数据*/
   / K) w' f" k% r
10. uint8_t sFLASH_SendByte(uint8_t byte)
    
11. {
    8 s- _1 x" r: Q0 x
12.     uint8_t TX_DATA = byte;
    $ v$ h1 |! p$ b. m% P" @8 n3 \
13.     uint8_t RX_DATA = 0;
    8 T5 o1 E1 Z- p* m( ^4 g
14.     HAL_SPI_TransmitReceive(&hspi1, &TX_DATA ,&RX_DATA , 1, 1000);
    
15.     return RX_DATA;
    - `7 _/ |' P( Y& D& m
16. }
    1 p. W/ l* a6 |: o  W
17. 
    % `+ Z2 T, j' L9 }: P
18. /*等待擦除或者写数据完成*/
    
19. void sFLASH_WaitForEnd(void)
    - G. Z5 w: x6 _
20. {
    
21.     uint8_t sr_value = 0;
    
22.     sFLASH_CS_LOW();
    % e* W' m* X' c! x2 q
23.     sFLASH_SendByte(sFLASH_CMD_RDSR);
    
24.             //读S0的值，为1表示忙碌，为0表示停止         
    : Q3 Y5 S, ^9 x) c8 F' T
25.     do{
    
26.                 //发一个空字节，得到S0的值            
    1 e6 S0 y4 v  j: D! p8 b3 K
27.                 sr_value = sFLASH_SendByte(sFLASH_DUMMY_BYTE);
    
28.     }while( sr_value & sFLASH_BUSY_FLAG);
    / T  Q* z% @) O( [
29. 
    
30.     sFLASH_CS_HIGH();
    & H+ @( J$ h2 e# V* p1 |
31. }
    % \7 c6 L% T/ B; H
32. 
    
33. void sFLASH_WriteEnable(void)
    
34. {
    
35.     sFLASH_CS_LOW();
    7 ~( O8 \7 V" @9 x- G' @
36.    
    : E; s2 c, c5 T
37.     sFLASH_SendByte(sFLASH_CMD_WREN);
    + s, t# Z9 p2 v. m
38.    
    
39.     sFLASH_CS_HIGH();
    % ?1 @) \) J& _3 q' Y1 i
40. }
    
41. 
    
42. 
    
43. /*读设备ID*/
    
44. uint16_t sFLASH_ReadID(void)
    
45. {
    
46.     uint16_t FLASH_ID;
    
47.     uint8_t temp0,temp1;
    
48.    
    
49.    
    4 L: F5 p2 |2 y8 E" |* z
50.     sFLASH_CS_LOW();
    * A6 m  ~6 {. v! I% {  W8 G
51.    
    
52.     sFLASH_SendByte(W25X_ManufactDeviceID);
    
53.     //读设备指令后要发24位地址，所以要发三次
    
54.     sFLASH_SendByte(sFLASH_DUMMY_BYTE);
    
55.     sFLASH_SendByte(sFLASH_DUMMY_BYTE);
    
56.     sFLASH_SendByte(sFLASH_DUMMY_BYTE);
    
57.     //制造商ID
    
58.     temp0 = sFLASH_SendByte(sFLASH_DUMMY_BYTE);
    
59.     //设备商ID
    # S  c# L% W% E( a
60.             temp1 = sFLASH_SendByte(sFLASH_DUMMY_BYTE);
    
61.    
    ! B: C5 _/ g3 u0 r8 P
62.     sFLASH_CS_HIGH();
    , n$ @! w3 P( l* S8 d! s* B
63.    
    
64.     FLASH_ID = (temp0 << 8) | temp1;
    
65.    
    
66.     return FLASH_ID;
    & y" C( T7 v0 E: p/ ]! c, [4 O
67. }
    * p  f+ Y1 K* o7 }% G: ~
68. 
    
69. //擦除扇区，擦除为1，因为只能由1变为0 ，不能0变1
    5 A# }$ Y; ?7 W% e
70. void sFLASH_EraseSector(uint32_t SectorAddr)
    " d* H3 }( l* Z$ l; L
71. {
    " i1 V: O' m+ f# a; V3 v
72.     //SectorAddr表示擦除第几个扇区
    ( O# a# B6 M) m( {8 h+ `) P) F: {
73.     sFLASH_WriteEnable();  //开启写使能
    
74.     sFLASH_CS_LOW();//拉低,片选
    2 d& y/ W5 h: v2 r* W* ~
75.     //擦除命令
    
76.     sFLASH_SendByte(sFLASH_CMD_SE);
    
77.             //传24位地址
    " I7 O. f3 R) o
78.             //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                  
    
79.     sFLASH_SendByte( (SectorAddr>>16) & 0xff);   
    
80.     sFLASH_SendByte( (SectorAddr>>8) & 0xff);    //传送中8位
    
81.     sFLASH_SendByte( (SectorAddr>>0) & 0xff);    //传送低8位
    % A( f: [! w  u9 K
82.      
    
83.     sFLASH_CS_HIGH();
    
84.    
    
85.     /*读状态寄存器，等待擦除完成*/
    
86.     sFLASH_WaitForEnd();
    
87. }
    
88. 
    3 r8 ]5 Z: ~) F' y. ]5 O- l
89. //读数据
    6 i1 v$ z! t, T+ J4 a& u5 C( ?
90. //读命令和读地址发送后，芯片内部会自动不断递增读数据
    
91. void sFLASH_ReadBuffer(uint8_t* pBuffer, uint32_t ReadAddr, uint32_t NumByteToRead)
    
92. {
    9 x" O2 Q* o7 i5 K) V) p0 D, n
93.     sFLASH_CS_LOW();
      c+ r% t2 g9 R# `$ T
94.    
    / A4 y/ v2 S0 x8 K) l* b% c; `- c
95.     sFLASH_SendByte(sFLASH_CMD_READ);
    3 [) h6 d- J/ G' E/ k+ M5 d; N+ P
96.     sFLASH_SendByte( (ReadAddr>>16) & 0xff);   //传送高8位
    
97.     sFLASH_SendByte( (ReadAddr>>8) & 0xff);    //传送中8位
    + }- l% S3 V( q3 d. b1 n
98.     sFLASH_SendByte( (ReadAddr>>0) & 0xff);    //传送低8位
    # K& n8 Q+ C6 x4 Q1 y
99.    
    
100.     while(NumByteToRead--)
     
101.     {
     ! u" J. F/ z5 ^' P  n' e
102.     * pBuffer = sFLASH_SendByte(sFLASH_DUMMY_BYTE);
     . ^" L8 m4 {) a% M8 t
103.     pBuffer++;
     ; K, _+ d- e4 s9 T0 ^9 p: V
104.     }
     
105.    
     
106.     sFLASH_CS_HIGH();
     9 B! T& a8 ?# j, Y; \) d/ U
107. }
     
108. 
     8 n2 m2 j: g$ q( ?
109. //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                              
     2 ]" `, P6 L2 r; \. t. O
110. void sFLASH_WritePage(uint8_t* pBuffer, uint32_t WriteAddr, uint32_t NumByteToWrite)
     8 E1 w  i7 `$ t1 l6 G" o
111. {
     
112.     if(NumByteToWrite > sFLASH_SPI_PAGESIZE )
     ( c( L5 T% U; \/ ]. X
113.     {
     
114.     NumByteToWrite = sFLASH_SPI_PAGESIZE;
     
115.    
     . E$ e  |& H3 C: Q
116.     printf("写数据量过大，超过一页大小\n");
     * n3 k5 o, M7 \$ M2 I
117.     }
     0 M: m  x1 t  h8 z- W
118.    
     8 e$ H+ \$ p& Q  M; p% C. x
119.     sFLASH_WriteEnable();  //开启写使能
     
120.    
     
121.     sFLASH_CS_LOW();
     
122.    
     
123.     sFLASH_SendByte(sFLASH_CMD_WRITE);
     1 v' W. a- d& o( k. i# Z6 N
124.     sFLASH_SendByte( (WriteAddr>>16) & 0xff);   //传送高8位
     & g, F- ^2 }( N! \$ ~+ F# A# c
125.     sFLASH_SendByte( (WriteAddr>>8) & 0xff);     //传送中8位
     . n7 C& X$ G  R* A3 K* a" l3 E
126.     sFLASH_SendByte( (WriteAddr>>0) & 0xff);      //传送低8位
     
127.    
     
128.     while(NumByteToWrite--)
     
129.     {
     * j' m1 r  m& V2 k. O+ s
130.     sFLASH_SendByte(* pBuffer);
     
131.     pBuffer++;
     ) I) k6 A6 a! ^" X' m
132.     }
     * p1 T6 i9 p. w
133.    
     3 b; E; }( S. _* Y. J6 V; P
134.     sFLASH_CS_HIGH();
     / K$ |7 _- I, i! A( @- N9 M
135.    
     
136.     /*擦除和写数据都涉及到写动作，一定要等待完成*/
     
137.     sFLASH_WaitForEnd();
     
138. }
     
139. 
     
140. //写任意地址、任意长度
     4 r0 y1 A. z, `- l* o. u; ~8 ^
141. void sFLASH_WriteBuffer(uint8_t* pBuffer, uint32_t WriteAddr, uint32_t NumByteToWrite)
     8 C: O% x* O" M$ G
142. {
     ) n3 I3 ?! C+ c" r# z9 X* _
143.     uint16_t NumOfPage, NumOfBytes, count, offset;
     & z: w2 H6 j/ Z/ _7 J0 ^  R
144.     //求WriteAddr在某一页的位置        
     ( q  A- M+ Y# o; s* c6 X6 d
145.     offset = WriteAddr % sFLASH_SPI_PAGESIZE;
     7 `, o" v: ]# r8 v( ^
146.     //求某一页剩余的大小
     
147.     count = sFLASH_SPI_PAGESIZE - offset;
     
148.    
     
149.     /*处理页不对齐的情况，防止页内覆盖*/
     
150.     //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*/                  
     
151.     /*这两个条件必须同时满足*/
     3 T; b, U) A7 K7 G' F
152.     if(offset && (NumByteToWrite > count ))
     
153.     {
       ^, G! D- [8 P. h: q
154.     sFLASH_WritePage(pBuffer,WriteAddr,count);
     ! \$ G6 P' a4 G# e; s) ?; o
155.     NumByteToWrite -= count;//去掉已经写了的，从新页开始
     
156.     pBuffer += count;
     
157.     WriteAddr += count;
     ' }+ q  d' {6 E$ f, U: P; z3 p% W. N4 z
158.     }
     
159.    
     % M0 x7 Z: Y$ W/ O( H" S
160.     /*最多可分多少页*/
     % q, t6 @5 d( M, d
161.     NumOfPage = NumByteToWrite / sFLASH_SPI_PAGESIZE;
     
162.     /*剩余多少字节*/
     ' E0 @: |: U- f0 h
163.     NumOfBytes = NumByteToWrite % sFLASH_SPI_PAGESIZE;
     
164.    
     
165.     if(NumOfPage)
     
166.     {
     
167.         while(NumOfPage--)
     / }5 X/ V4 @( L
168.         {
     ; r6 O4 d2 I$ R8 [6 P
169.              //每一页都发起页编程
     " E9 f& y/ H1 m- u3 V  R0 Z
170.              sFLASH_WritePage(pBuffer,WriteAddr,sFLASH_SPI_PAGESIZE);
     
171.              pBuffer += sFLASH_SPI_PAGESIZE;
     
172.      WriteAddr += sFLASH_SPI_PAGESIZE;
     
173.          }
     
174.     }
     ' ?0 ?4 }5 n, ~6 ~- L
175.    
     ) r7 d4 T0 v% u) ^
176.     if(NumOfBytes)
     + z0 s: U8 [0 q$ g
177.     {
     ) s5 j7 P( a; O5 b- W, p# K4 e1 E8 M
178.     sFLASH_WritePage(pBuffer,WriteAddr,NumOfBytes);
     5 l9 n/ q; E7 m9 Y% f
179.     }
     
180. }

复制代码

6 l/ ]; H* p) e

• 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：
  
  
  + A2 f4 z( X/ T. A' D) o

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。

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。

6 J! r4 L/ Q! p. ^转载自： 骆驼听海
" }$ C$ x% p* n. K4 ~' Y, v1 S如有侵权请联系删除

* ], c* d5 e# q+ d3 b