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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。

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• STM32 I2C总线通信专题讲解
  
  

" ~! ?" u/ ^" d4 E" |, T( o

• 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。
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  ! B5 w9 M2 X2 q* w

; H5 c% t" k- n( {2 ~6 |8 s3 k

• 总线特征：
  
  5 r" ?0 q1 \% n% m, {- @. h& j: [5 H

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

$ U& o8 @; v8 y# v' x0 {

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

; W7 D' |! |; U

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。

( j2 y& i3 u# H+ U

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。

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• 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。

$ g, P2 s# o. ?5 a3 ], c/ H

/ y& y" [* T' ]3 p% I. v

• I2C总线协议
  
  & d; W' @2 Q1 L; j, i

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。

% a8 E/ e( _$ C" D) D

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

0 C$ @$ M5 h  X" J: e/ d

" f* R( y$ d( t6 ?2 E' b- Y8 B

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。

2 B. N7 P, f$ G

: U( [; i9 ]3 Q7 _

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。

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1 \; R7 z+ F* t3 Z8 J' y. W

• STM32F4-I2C控制器特性
  
  $ X( S: p6 ~9 N3 ?9 t9 @

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。

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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。

  ]* f6 j% a( Y  H; W6 u

• EEPROM(AT24CXX)存储芯片介绍
  
  / r, ^- b! r' u' ?9 Y  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。

5 x- J& }0 c( J! o3 E" T' ?7 T

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：

7 p+ g* A, V: y3 F( E: |# K- K

- j+ K3 l, }( v$ o

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。

  {, S7 [2 w/ E! ]

- |# U1 [' d2 l" _

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。

: u* u- h/ {% n; Y; N$ ?9 R

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。

3 K" ?3 }, F( s6 c' o; p0 f) A

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。

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。

8 _( X* C6 B' a1 G. v: S

0 O' o# ~/ y! J! D

• I2C读写EEPROM实例
  
  

- c8 {6 O' y, @  j+ `8 I

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

3.配置I2C协议参数

* A; ^1 a. p1 z! f/ [

4.编写代码

1. 
   
2. //mian.c
   
3. 
   
4. #include "main.h"
   ) p$ H. h! j6 ~
5. #include "stm32f4xx_hal.h"
   9 y4 i9 d7 T# }* Y
6. #include "i2c.h"
   
7. #include "usart.h"
   
8. #include "gpio.h"
   
9. 
   
10. #define ReadAddr   0xA1
    
11. #define WriteAddr  0xA0
    
12. 
    + o3 M. @( K- a$ ~( u& q% C* v
13. uint8_t Wbuf[20] = "EEPROM TEST OK!";
    0 y* D7 e0 d* D) H9 g& h
14. uint8_t Rbuf[20] = {0};
    1 M6 l* [2 l% ^; t9 y" V6 O: S
15. 
    
16. /*********  24C65写数据函数*****************************/
    ( Q' `! E6 Z( p) Z) |
17. 
    
18. void  Eeprom_Write(uint16_t MemAddr, uint8_t *Wbuf, uint16_t len ){
    
19.         while(len--){
    & |5 j7 V5 Z% z  ^9 N$ x
20.         //I2C_MEMADD_SIZE_16BIT表示存储单元大小
    6 v" M' r8 ~0 v: k' n! [6 {
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
      x( K6 G1 C% q, c
23.         //所以我们选择I2C_MEMADD_SIZE_16BIT
    
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){};
    3 x0 h$ g; A" F: t- p9 O/ q, k
26. MemAddr++;
    ; u7 k9 s& [$ G6 t
27. Wbuf++;
    " m& b9 c  f: L' G8 T% s
28. }
    + z* L0 I; U" m
29. }
    
30. 
    ( a) ~. S( A; k& w4 F! T
31. 
    / R$ x2 Q! |2 L. k3 R$ {+ m/ B! U
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. }
    4 r; F( H  t! f6 u
38. int mian(){
    
39.       MX_GPIO_Init();
      H9 p, S& w9 Y* I
40.       MX_I2C1_Init();
    & J( F# Z( T) V. B* S
41.       MX_USART1_UART_Init();
    
42.       printf("this is i2c eeprom test\n");
    
43. 
    
44.       Eeprom_Write(0, Wbuf, sizeof(Wbuf) );
    
45.       HAL_Delay(500);
    
46.       Eeprom_Read(0 , Rbuf, sizeof(Rbuf));
    
47.       printf("READ:  %s\n", Rbuf);
    
48. 
    - W& s0 b5 ^1 I6 {4 l* |- N$ E8 p
49.       while(){
    * k5 `  r- R8 u9 r
50. 
    1 s4 ?* W  G3 y$ E  m, H6 e
51.       }
    
52. }

复制代码

• STM32 SPI总线通信专题讲解
  
  , K! `1 A1 Y. R( f: W

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。

0 C9 U: B$ f$ R  H0 @

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。

（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。

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• SPI总线协议
  
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* B% u& H3 G* X/ b2 S

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。

" i; R) i: }; F- M6 L

& N7 M1 u$ f  ^6 w. i+ n$ G

2.起始信号:  NSS信号线由高变低，是SPI通讯的起始信号。

- M0 Y- e& c' s9 j5 r" X

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。

- d9 h- H4 H4 G# |: F+ m- N

• SPI的4种通信模式
  
  

% L( e& E/ J5 W1 s1 ^% X

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。

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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。

, X0 o+ f: z4 @( V: K4 O# x

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

2 I) O# e, }. x# c  h

• STM32F4-SPI控制器特性
  
  ) y0 M; I8 X# @8 j0 `( M) h2 r

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。

( b3 E/ M' `/ X$ z1 N: Q6 @

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。

) d) D2 J, g$ ^+ e; y

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

0 I$ t. }1 I! ^, v

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。

5 J# U( M  e, q: B( l5 Y/ s5 q

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。

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）。

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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
  
  

) E# U# N8 V) x+ O: R; ~" F0 h. W

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。

# S6 L# ?# ]& M9 g% R3 t7 E7 ~% r

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

4 u( K5 M) G' B8 p/ e4 ?! U: v# l

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。

  V; c) m5 {8 _3 J/ y3 E+ L

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）

2 @6 K  A# d2 v& A# P

/ Z8 S) h, [# c8 ]6 _4 G1 F2 O

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。

  y, P' [- I' d* L

  a$ y0 ^4 Q5 [, p1 C& |

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。

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）

/ Z# B1 E2 ~9 C1 z8 [- ^

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。

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。

, R0 t6 e" K5 Q

• STM32 SPI_FLASH基本配置和操作
  
  * k5 `8 _6 |6 i" J) `1 w, G

根据如下的硬件连线图进行配置

3 b, O( n4 U/ X

步骤：

1.使能时钟RCC

2.使能SPI1，配置相应管脚

( J4 ~. `* Y+ |4 g5 z$ [

# A2 e$ y: y- a. I

3.配置SPI协议

2 N3 {6 s: i; i9 A* N4 _5 H7 \

' M1 i& p/ f9 U7 T

4.编码

1. //main.c
   ( R  {6 [# f. q/ {3 [: @
2. 
   
3. #include "w25x16.h"
   
4. 
   $ P, @8 @' N) L1 q" Q% |
5. uint8_t RD_Buffer[5000] = {0};
   
6. uint8_t WR_Buffer[5000] = "SPI FLASH WRITE TEST\n";
   - D" Q# R; \; i; p0 `# O
7. 
   
8. int main(){
   
9.     uint16_t FLASH_ID = 0;
   
10.     uint32_t i;
    & W' p( F1 i( @3 P' s
11.    
    8 B8 A3 `$ }& Q7 S3 ]4 {/ L
12.     MX_GPIO_Init();
      |9 h$ N3 M. N# ^! k8 F
13.     MX_SPI1_Init();
    / v& I/ C2 N8 g3 e( n5 R
14.     FLASH_ID = sFLASH_ReadID();
    
15.    
    
16.     /******测试擦除******/
    ( h8 p  F. }( M* f- Y4 }
17.     sFLASH_EraseSector(4096*0);
    
18.     //sFLASH_EraseSector(4096*1);
    
19.     sFLASH_ReadBuffer(RD_Buffer,0,4096);
    4 g( F( N* D0 f
20.     printf("读数据开始\n");
    # V' p7 R- ]9 E0 m1 O
21.     for(i=0; i<4096; i++)
    4 q  y, |* ^9 C4 v  o% U% t  p
22.     {
    # w$ B+ l5 d. J# V6 w3 |
23.     printf("%x ",RD_Buffer[i]);
    
24.     }
    
25.     printf("读数据结束\n");
    
26. 
    . y$ `! @" y, K- j. j/ \
27. 
    
28.     /******测试写操作1*****/
    + q6 c) c+ g! A. Z! T
29.     //写之前都需要擦除扇区
    
30.     sFLASH_EraseSector(4096*0);
    0 L% o; P% G! V2 s$ X/ r/ Y8 r
31.     sFLASH_WritePage(WR_Buffer,0, 20);
    2 W( s+ Y/ p* _5 h/ r, m  Q
32.     sFLASH_ReadBuffer(RD_Buffer,0,20);
    4 x4 {4 X8 w; N- e" D6 W. I
33.     printf("READ DATA: %s\n",RD_Buffer);
      B2 y1 f) J0 T& O" H+ N
34.    
    
35.     /******测试写操作2*****/
    ! D8 k9 G8 I  v& j
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++)
      C( P& s9 C3 X- P6 e, B. D: ]# E
40.     {
    ; j9 h# A2 g' ]
41.     WR_Buffer[i] = 0x55;
    
42.     }
    
43.     sFLASH_WriteBuffer(WR_Buffer,4090, 1000);
    - }2 F4 W! [2 D% Z; g6 Y* |
44.     sFLASH_ReadBuffer(RD_Buffer,4090,1000);
    
45.     for(i=0; i<1000; i++)
    0 W: P  t7 W' g) V( o
46.     {
    5 F1 ]" V' F  X. f1 ^% H. J5 z
47.     printf("%x ",RD_Buffer[i]);
    
48.     }
    
49.     /*****************/
    ' _0 I# q5 Q  w5 b; X
50.     while(){}
    
51. }

复制代码

1. //w25x16.h
   " K5 m8 \: Z6 S
2. 
   # d9 q6 r, l8 X! \
3. #ifndef __W25X16_H
   * r4 ^8 N; h/ c6 O. q
4. #define __W25X16_H
   , C' l) x; _( r' a( `
5. 
   
6. #include "stm32f4xx_hal.h"
   
7. 
   
8. //使用宏定义芯片指令
   ! s7 I' p+ o& `4 p( }: D- E& H
9. #define W25X_ManufactDeviceID  0x90  /* Read identification */
   ' u% z! Y- O& D. Z, c0 ~
10. #define sFLASH_CMD_WREN        0x06/* Write enable instruction */
    
11. #define sFLASH_CMD_RDSR        0x05/* Read Status Register instruction  */
    
12. #define sFLASH_CMD_SE          0x20/* Sector Erase instruction */
    9 V( d- S7 P( p8 r
13. #define sFLASH_CMD_WRITE       0x02  /* Write to Memory instruction */
    0 k- J$ H* Q' \  o  ?  x
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
    
16. #define sFLASH_BUSY_FLAG       0x01
    2 I" s9 H- z. f) ^
17. #define sFLASH_SPI_PAGESIZE    0x100
    
18. 
    . I' Q, W: N( B. ]1 A* {
19. /* 选中芯片，拉低信号 */
    + R9 S8 q( ?- C6 f
20. #define sFLASH_CS_LOW()       HAL_GPIO_WritePin(GPIOH,GPIO_PIN_2,GPIO_PIN_RESET)
    . ], I9 ~# s! u% x& |; W) s
21. /* 释放芯片，拉高信号 */
    
22. #define sFLASH_CS_HIGH()      HAL_GPIO_WritePin(GPIOH,GPIO_PIN_2,GPIO_PIN_SET)
    * x3 S- V) t: d& I+ Y& R4 E; }
23. 
    / V' i2 {* Z8 P+ l1 N/ J" ]7 I9 {4 u8 A
24. //定义函数
    * u* X7 J8 m0 ]* j
25. uint8_t sFLASH_SendByte(uint8_t byte);
    2 J* \$ B2 V$ k5 b' C' }' P! F2 }2 P# ^
26. uint16_t sFLASH_ReadID(void);
    
27. void sFLASH_EraseSector(uint32_t SectorAddr);
    
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);
      j$ M  F" j6 V2 M
30. void sFLASH_ReadBuffer(uint8_t* pBuffer, uint32_t ReadAddr, uint32_t NumByteToRead);
    7 Q$ e! v& K$ Q; j3 R8 j! u2 Z
31. #endif

复制代码

1. 
   0 d+ K. {( n  f% e' O
2. //w25x16.c
   
3. 
   
4. #include "w25x16.h"
   
5. 
     D7 }( b4 f5 \% M. B8 j, J
6. extern SPI_HandleTypeDef hspi1;
   
7. 
   4 o; M% ?% E: ~6 ^4 O) H0 c
8. /*读写一个字节函数，因为SPI读和写同时完成*/
   
9. /*发送数据一定会接收到一个数据*/
   6 `" F1 g4 N  v& V5 t# Q& k" w( [
10. uint8_t sFLASH_SendByte(uint8_t byte)
    
11. {
    8 T: p& @8 G  A! L" d' l
12.     uint8_t TX_DATA = byte;
    ( {2 a9 D& T: R& k: n
13.     uint8_t RX_DATA = 0;
    9 B1 p. w5 }: d
14.     HAL_SPI_TransmitReceive(&hspi1, &TX_DATA ,&RX_DATA , 1, 1000);
    " r5 t4 L1 t( U- u6 j6 \0 j, l: }
15.     return RX_DATA;
    ; x8 `) Q! c! p; W; }( B5 z
16. }
    
17. 
    " S3 ?1 x: G" Y+ h1 e/ r' w
18. /*等待擦除或者写数据完成*/
    
19. void sFLASH_WaitForEnd(void)
    
20. {
    
21.     uint8_t sr_value = 0;
    
22.     sFLASH_CS_LOW();
    # X; N2 Y: J; c0 U! G5 B
23.     sFLASH_SendByte(sFLASH_CMD_RDSR);
    
24.             //读S0的值，为1表示忙碌，为0表示停止         
    6 Y- U0 b4 _3 D4 K5 I3 U& A  X
25.     do{
    
26.                 //发一个空字节，得到S0的值            
    5 ]/ B" n) \0 X: K" g3 H
27.                 sr_value = sFLASH_SendByte(sFLASH_DUMMY_BYTE);
    
28.     }while( sr_value & sFLASH_BUSY_FLAG);
    9 R% q% k' }  q" L) g* [$ T
29. 
    ) o2 Q5 g* z; u; i3 `6 g) m8 E
30.     sFLASH_CS_HIGH();
    
31. }
    
32. 
    ; U' i& p* z; ^2 I( @6 v
33. void sFLASH_WriteEnable(void)
    
34. {
    
35.     sFLASH_CS_LOW();
    
36.    
    * Y7 l  K6 e. X/ W/ L( ?6 Y  M  \
37.     sFLASH_SendByte(sFLASH_CMD_WREN);
    
38.    
    
39.     sFLASH_CS_HIGH();
    . \" r, |$ w3 q+ l$ J
40. }
    / C6 u4 o$ J0 @+ h) N" D
41. 
    ! O5 `' ]" p! ~0 E6 K! Q9 R
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.    
    
50.     sFLASH_CS_LOW();
    5 _" y8 P$ j8 }* f6 w  B2 m6 }' Y
51.    
    ( o3 Z! k; U1 A4 J. o
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);
    & X, g) t0 J; {9 s/ A; N
56.     sFLASH_SendByte(sFLASH_DUMMY_BYTE);
    " p! F) _4 c# M! Z/ z) \
57.     //制造商ID
    " y' K& g$ H, P! h* q. k
58.     temp0 = sFLASH_SendByte(sFLASH_DUMMY_BYTE);
    
59.     //设备商ID
    
60.             temp1 = sFLASH_SendByte(sFLASH_DUMMY_BYTE);
    
61.    
    
62.     sFLASH_CS_HIGH();
    9 Z% }) v2 V$ R9 z/ \: m
63.    
    
64.     FLASH_ID = (temp0 << 8) | temp1;
    
65.    
    
66.     return FLASH_ID;
    * n9 N2 Q! r$ ~
67. }
    
68. 
    
69. //擦除扇区，擦除为1，因为只能由1变为0 ，不能0变1
    
70. void sFLASH_EraseSector(uint32_t SectorAddr)
    
71. {
    
72.     //SectorAddr表示擦除第几个扇区
    
73.     sFLASH_WriteEnable();  //开启写使能
    
74.     sFLASH_CS_LOW();//拉低,片选
    8 p" ]/ `2 }& _  D' M
75.     //擦除命令
    
76.     sFLASH_SendByte(sFLASH_CMD_SE);
    3 u* A4 f6 Q% c1 F  _
77.             //传24位地址
    . K& y6 \  ?1 Y/ `; Y) F" e7 [3 h
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                  
    & |, z& w8 u, o5 \% a' ~
79.     sFLASH_SendByte( (SectorAddr>>16) & 0xff);   
    . V4 t. p3 x# k* U6 t  Z4 ^* u
80.     sFLASH_SendByte( (SectorAddr>>8) & 0xff);    //传送中8位
    
81.     sFLASH_SendByte( (SectorAddr>>0) & 0xff);    //传送低8位
    # ]6 C* }% d# h" Q8 |, e
82.      
    4 o+ Q6 Y% Y& x5 t, O" C3 W
83.     sFLASH_CS_HIGH();
    8 v! M* c3 i: |
84.    
    
85.     /*读状态寄存器，等待擦除完成*/
    
86.     sFLASH_WaitForEnd();
    
87. }
    ! {1 S% V% P* I7 w! u0 B* ]9 w
88. 
    
89. //读数据
    
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. {
    ' Y' G0 g' O% y, `# S( q
93.     sFLASH_CS_LOW();
    
94.    
    6 c' Y9 Y/ u9 @/ _
95.     sFLASH_SendByte(sFLASH_CMD_READ);
    
96.     sFLASH_SendByte( (ReadAddr>>16) & 0xff);   //传送高8位
    ) j4 \; \+ `" t. `1 R# F
97.     sFLASH_SendByte( (ReadAddr>>8) & 0xff);    //传送中8位
    
98.     sFLASH_SendByte( (ReadAddr>>0) & 0xff);    //传送低8位
    , W! P, ~6 z/ w9 w
99.    
    
100.     while(NumByteToRead--)
     
101.     {
     ) S1 a, O! ^; i7 i+ P$ x; y
102.     * pBuffer = sFLASH_SendByte(sFLASH_DUMMY_BYTE);
     ; i, {& I; p5 D
103.     pBuffer++;
     
104.     }
     - ~+ K4 |6 }. D! T. N4 V! ^* _
105.    
     7 h/ @. B4 D  }& l5 b; I; S6 j
106.     sFLASH_CS_HIGH();
     ! c! R  M, v- s
107. }
     & W. G8 z+ l# a
108. 
     
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                              
     
110. void sFLASH_WritePage(uint8_t* pBuffer, uint32_t WriteAddr, uint32_t NumByteToWrite)
     
111. {
     
112.     if(NumByteToWrite > sFLASH_SPI_PAGESIZE )
     
113.     {
     ( F( K+ d! c8 j
114.     NumByteToWrite = sFLASH_SPI_PAGESIZE;
     ) l* w+ X( C. o( K. S# |9 E; z
115.    
     % ^, r9 E; _2 [2 M
116.     printf("写数据量过大，超过一页大小\n");
     ; D5 [, |7 n, q( e! k5 I( B) J+ @9 _
117.     }
     
118.    
     
119.     sFLASH_WriteEnable();  //开启写使能
     4 `  d8 `! C! O9 [1 S! [
120.    
     
121.     sFLASH_CS_LOW();
     
122.    
     + G9 G4 @# D& m6 J5 n  m1 m/ m" b
123.     sFLASH_SendByte(sFLASH_CMD_WRITE);
     
124.     sFLASH_SendByte( (WriteAddr>>16) & 0xff);   //传送高8位
     , G" ^+ j6 R, v  ]7 ]6 Q
125.     sFLASH_SendByte( (WriteAddr>>8) & 0xff);     //传送中8位
     # R4 d2 \  R- h5 H
126.     sFLASH_SendByte( (WriteAddr>>0) & 0xff);      //传送低8位
     ; k; w4 F' V4 V& J: ]
127.    
     ! s, ?1 \' M8 {2 `2 P- l# P1 ]% T
128.     while(NumByteToWrite--)
     1 ^3 J: O/ I, m' H5 p
129.     {
     - l8 g% V, n% b
130.     sFLASH_SendByte(* pBuffer);
     4 z; C2 g! g' j1 P$ x; O
131.     pBuffer++;
     
132.     }
     
133.    
     . N% ?# A; x  G! ~3 l
134.     sFLASH_CS_HIGH();
     1 b) W4 E$ R  A4 B0 t! K2 p
135.    
       D7 d& D) \2 M- |
136.     /*擦除和写数据都涉及到写动作，一定要等待完成*/
     8 \! ?! j1 d' `: P& B
137.     sFLASH_WaitForEnd();
     
138. }
     
139. 
     2 L; m) T  T! c9 T: N: y' P" B
140. //写任意地址、任意长度
     
141. void sFLASH_WriteBuffer(uint8_t* pBuffer, uint32_t WriteAddr, uint32_t NumByteToWrite)
     
142. {
     0 s& t0 e+ c/ s; }
143.     uint16_t NumOfPage, NumOfBytes, count, offset;
     
144.     //求WriteAddr在某一页的位置        
     
145.     offset = WriteAddr % sFLASH_SPI_PAGESIZE;
     2 H" t6 g; L: Q
146.     //求某一页剩余的大小
     ' M+ U$ I6 B& o( [! i) t
147.     count = sFLASH_SPI_PAGESIZE - offset;
     
148.    
     2 Y, O8 f! ~7 v5 w8 H  L% f/ H
149.     /*处理页不对齐的情况，防止页内覆盖*/
     7 @& [2 h0 c4 r3 I" T5 l/ n/ m
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*/                  
     ( _6 u7 M; W5 A! b
151.     /*这两个条件必须同时满足*/
     
152.     if(offset && (NumByteToWrite > count ))
     - d, r$ _! f. I& Z; C8 z9 w
153.     {
     / C: T( k, B. D8 P$ @
154.     sFLASH_WritePage(pBuffer,WriteAddr,count);
     
155.     NumByteToWrite -= count;//去掉已经写了的，从新页开始
     
156.     pBuffer += count;
     
157.     WriteAddr += count;
     8 J: n! \1 t& c6 ^9 y" |
158.     }
     
159.    
     - t- d5 E/ n7 G- O5 `- j! o
160.     /*最多可分多少页*/
     
161.     NumOfPage = NumByteToWrite / sFLASH_SPI_PAGESIZE;
     
162.     /*剩余多少字节*/
     
163.     NumOfBytes = NumByteToWrite % sFLASH_SPI_PAGESIZE;
     
164.    
     
165.     if(NumOfPage)
     
166.     {
     ) }" s( m! x9 x, y
167.         while(NumOfPage--)
     / v. j- E( \+ Z) y, q& I+ y
168.         {
     $ b& o/ ]( A+ K4 E; {, U
169.              //每一页都发起页编程
     
170.              sFLASH_WritePage(pBuffer,WriteAddr,sFLASH_SPI_PAGESIZE);
     " j0 @/ q# Z  _
171.              pBuffer += sFLASH_SPI_PAGESIZE;
     
172.      WriteAddr += sFLASH_SPI_PAGESIZE;
     " G/ ~- d/ m- u# {2 ?( w+ Y
173.          }
     + A" G9 r5 v3 O2 `& L1 B* n# w9 ~) T
174.     }
     
175.    
     
176.     if(NumOfBytes)
     - @2 t% c/ a# g! ^
177.     {
     
178.     sFLASH_WritePage(pBuffer,WriteAddr,NumOfBytes);
     
179.     }
     7 y6 W, p: Y9 r3 r* k4 h
180. }

复制代码

: U* H9 j1 ~* {6 q$ }. X9 w+ o2 }

• 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：
  
  
  + L. c3 u' f* d  t$ u

  Q4 @: D6 y9 q6 s$ Q. f  ^

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。

" v" K2 m- I) D( l% ]! J

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。

转载自： 骆驼听海
如有侵权请联系删除
' V" p# e9 g' M2 w5 l) z0 u, i& r