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[RISC-V MCU 应用开发] 【RISC-V MCU CH32V103测评7】+ SPI操作外部flash测试

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 楼主| xyz549040622 发表于 2020-12-7 17:02 | 显示全部楼层 |阅读模式
MCU, RISC-V, 外部FLASH, spi, TE
板载一块spi的flash芯片W25Q16，16兆的大小。官方的例程其实已经把这个flash芯片驱动起来了，我这里做的主要就是再过一遍spi的配置，检查一下flash芯片的读写函数是否完整，读写是否正确。然后就是把用到的几个引脚增加了宏定义，主要是因为pA2这个引脚，既连接了Flash芯片的CS引脚，又连接了触摸按键TK2，其实在设计的时候应该能避免这种情况的，因此在这个测评中我们需要修改触摸按键，把触摸按键2变为触摸按键1。

在操作flash芯片之前，首先我们做的应该是把板上CS引脚的那个电阻焊接上，电阻在板子上的丝印是R11，位于flash芯片的上方。换个0欧姆的电阻或者直接短接都是可以的，我这里是直接短接的。R11的位置如下：
654965fcdeb7f9842d.png

Flash芯片的操作函数如下，基本上都是官方改革的例子：
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  1. #include "w25q16.h"
    


  2. 


  3. 

  4. /* Global Variable */
    

  5. u8 SPI_FLASH_BUF[4096];
    


  6. 

  7. /*******************************************************************************
    

  8. * Function Name  : SPI_Flash_Init
    

  9. * Description    : Configuring the SPI for operation flash.
    

  10. * Input          : None
    

  11. * Return         : None
    

  12. *******************************************************************************/
    

  13. void SPI_Flash_Init(void)
    

  14. {
    

  15.     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    

  16.     SPI_InitTypeDef  SPI_InitStructure;
    


  17. 

  18.     RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_SPI1, ENABLE );
    


  19. 

  20.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = SPI_CS_PIN;
    

  21.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;      //推挽输出
    

  22.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    

  23.     GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    

  24.     GPIO_SetBits(SPI_PORT, SPI_CS_PIN);                      //CS引脚PA2置高电平
    


  25. 

  26.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = SPI_SCK_PIN;
    

  27.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;       //复用推挽输出
    

  28.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    

  29.     GPIO_Init( SPI_PORT, &GPIO_InitStructure );
    


  30. 

  31.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = SPI_MISO_PIN;
    

  32.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; //浮空输入
    

  33.     GPIO_Init( SPI_PORT, &GPIO_InitStructure );
    


  34. 

  35.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = SPI_MOSI_PIN;
    

  36.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;       //复用推挽输出
    

  37.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    

  38.     GPIO_Init( SPI_PORT, &GPIO_InitStructure );
    


  39. 

  40.     SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex; //设置SPI通讯方向为双线全双工方式
    

  41.     SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;      //设置SPI为主机端模式
    

  42.     SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;  //设置SPI通讯的数据帧大小为8位
    

  43.     SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High;        //设置SPI的时钟极性为高电平
    

  44.     SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;       //设置SPI的时钟相位为在SCK的偶数边沿采集数据
    

  45.     SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;          //设置NSS引脚（即片选引脚）的使用模式为软件模式
    

  46.     SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_4; //设置波特率分频因子为4分频
    

  47.     SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB; //设置数据传输为高位数据在前
    

  48.     SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;           //SPI的CRC校验中多项式的值
    

  49.     SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure);                //初始化SPI
    


  50. 

  51.     SPI_Cmd(SPI1, ENABLE);                             //使能SPI1外设
    

  52. }
    


  53. 

  54. /*******************************************************************************
    

  55. * Function Name  : SPI1_ReadWriteByte
    

  56. * Description    : SPI1 read or write one byte.
    

  57. * Input          : TxData: write one byte data.
    

  58. * Return         : Read one byte data.
    

  59. *******************************************************************************/
    

  60. u8 SPI1_ReadWriteByte(u8 TxData)
    

  61. {
    

  62.     u8 i=0;
    


  63. 

  64.     while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET)  //等待发送缓冲区为空，TXE事件
    

  65.     {
    

  66.         i++;
    

  67.         if(i>200)return 0;
    

  68.     }
    


  69. 

  70.     SPI_I2S_SendData(SPI1, TxData);    //写入数据寄存器，把要写入的数据写入发送缓冲区，即通过外设SPI1发送一个数据
    

  71.     i=0;
    


  72. 

  73.     while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET) //等待接收缓冲区非空，RXNE事件
    

  74.     {
    

  75.         i++;
    

  76.         if(i>200)return 0;
    

  77.     }
    


  78. 

  79.     return SPI_I2S_ReceiveData(SPI1);  //读取数据寄存器，获取接收缓冲区数据，即返回SPI1最近接收到的数据
    

  80. }
    


  81. 

  82. /*******************************************************************************
    

  83. * Function Name  : SPI_Flash_ReadSR
    

  84. * Description    : Read W25Qxx status register.
    

  85. *       ——BIT7  6   5   4   3   2   1   0
    

  86. *       ——SPR   RV  TB  BP2 BP1 BP0 WEL BUSY
    

  87. * Input          : None
    

  88. * Return         : byte: status register value.
    

  89. *******************************************************************************/
    

  90. u8 SPI_Flash_ReadSR(void)
    

  91. {
    

  92.     u8 byte=0;
    


  93. 

  94.     GPIO_WriteBit(SPI_PORT, SPI_CS_PIN, 0);    //PA2=0,使能片选信号
    

  95.     SPI1_ReadWriteByte(W25X_ReadStatusReg); //发送读状态寄存器命令
    

  96.     byte=SPI1_ReadWriteByte(0Xff);          //读取一个字节
    

  97.     GPIO_WriteBit(SPI_PORT, SPI_CS_PIN, 1);    //取消片选信号
    


  98. 

  99.     return byte;
    

  100. }
    


  101. 

  102. /*******************************************************************************
    

  103. * Function Name  : SPI_FLASH_Write_SR
    

  104. * Description    : Write W25Qxx status register.
    

  105. * Input          : sr:status register value.
    

  106. * Return         : None
    

  107. *******************************************************************************/
    

  108. void SPI_FLASH_Write_SR(u8 sr)
    

  109. {
    

  110.     GPIO_WriteBit(SPI_PORT, SPI_CS_PIN, 0);
    

  111.     SPI1_ReadWriteByte(W25X_WriteStatusReg); //发送写状态寄存器命令
    

  112.     SPI1_ReadWriteByte(sr);                  //写入一个字节
    

  113.     GPIO_WriteBit(SPI_PORT, SPI_CS_PIN, 1);
    

  114. }
    


  115. 

  116. /*******************************************************************************
    

  117. * Function Name  : SPI_Flash_Wait_Busy
    

  118. * Description    : Wait flash free.
    

  119. * Input          : None
    

  120. * Return         : None
    

  121. *******************************************************************************/
    

  122. void SPI_Flash_Wait_Busy(void)
    

  123. {
    

  124.     while((SPI_Flash_ReadSR()&0x01)==0x01); //等待FLASH空闲
    

  125. }
    


  126. 

  127. /*******************************************************************************
    

  128. * Function Name  : SPI_FLASH_Write_Enable
    

  129. * Description    : Enable flash write.
    

  130. * Input          : None
    

  131. * Return         : None
    

  132. *******************************************************************************/
    

  133. void SPI_FLASH_Write_Enable(void)
    

  134. {
    

  135.   GPIO_WriteBit(SPI_PORT, SPI_CS_PIN, 0);
    

  136.   SPI1_ReadWriteByte(W25X_WriteEnable); //发送写使能
    

  137.   GPIO_WriteBit(SPI_PORT, SPI_CS_PIN, 1);
    

  138. }
    


  139. 

  140. /*******************************************************************************
    

  141. * Function Name  : SPI_FLASH_Write_Disable
    

  142. * Description    : Disable flash write.
    

  143. * Input          : None
    

  144. * Return         : None
    

  145. *******************************************************************************/
    

  146. void SPI_FLASH_Write_Disable(void)
    

  147. {
    

  148.   GPIO_WriteBit(SPI_PORT, SPI_CS_PIN, 0);
    

  149.   SPI1_ReadWriteByte(W25X_WriteDisable); //发送写禁止指令
    

  150.   GPIO_WriteBit(SPI_PORT, SPI_CS_PIN, 1);
    

  151. }
    


  152. 

  153. /*******************************************************************************
    

  154. * Function Name  : SPI_Flash_ReadID
    

  155. * Description    : Read flash ID.
    

  156. * Input          : None
    

  157. * Return         : Temp: FLASH ID.
    

  158. *******************************************************************************/
    

  159. u16 SPI_Flash_ReadID(void)
    

  160. {
    

  161.     u16 Temp = 0;
    


  162. 

  163.     GPIO_WriteBit(SPI_PORT, SPI_CS_PIN, 0);
    

  164.     SPI1_ReadWriteByte(W25X_ManufactDeviceID); //发送读取ID命令
    

  165.     SPI1_ReadWriteByte(0x00);
    

  166.     SPI1_ReadWriteByte(0x00);
    

  167.     SPI1_ReadWriteByte(0x00);
    

  168.     Temp|=SPI1_ReadWriteByte(0xFF)<<8;
    

  169.     Temp|=SPI1_ReadWriteByte(0xFF);
    

  170.     GPIO_WriteBit(SPI_PORT, SPI_CS_PIN, 1);
    


  171. 

  172.     return Temp;
    

  173. }
    


  174. 

  175. /*******************************************************************************
    

  176. * Function Name  : SPI_Flash_Erase_Sector
    

  177. * Description    : Erase one sector(4Kbyte).
    

  178. * Input          : Dst_Addr:  0 —— 2047
    

  179. * Return         : None
    

  180. *******************************************************************************/
    

  181. void SPI_Flash_Erase_Sector(u32 Dst_Addr)
    

  182. {
    

  183.     Dst_Addr*=4096;
    

  184.     SPI_FLASH_Write_Enable();
    

  185.     SPI_Flash_Wait_Busy();
    

  186.     GPIO_WriteBit(SPI_PORT, SPI_CS_PIN, 0);
    

  187.     SPI1_ReadWriteByte(W25X_SectorErase);     //发送扇区擦除指令
    

  188.     SPI1_ReadWriteByte((u8)((Dst_Addr)>>16)); //发送24bit地址
    

  189.     SPI1_ReadWriteByte((u8)((Dst_Addr)>>8));
    

  190.     SPI1_ReadWriteByte((u8)Dst_Addr);
    

  191.     GPIO_WriteBit(SPI_PORT, SPI_CS_PIN, 1);
    

  192.     SPI_Flash_Wait_Busy(); //等待擦除完成
    

  193. }
    


  194. 

  195. /*******************************************************************************
    

  196. * Function Name  : SPI_Flash_Read
    

  197. * Description    : Read data from flash.
    

  198. * Input          : pBuffer:
    

  199. *                  ReadAddr:Initial address(24bit).
    

  200. *                  size: Data length.
    

  201. * Return         : None
    

  202. *******************************************************************************/
    

  203. void SPI_Flash_Read(u8* pBuffer,u32 ReadAddr,u16 size)
    

  204. {
    

  205.   u16 i;
    


  206. 

  207.   GPIO_WriteBit(SPI_PORT, SPI_CS_PIN, 0);
    

  208.   SPI1_ReadWriteByte(W25X_ReadData);        //发送读取命令
    

  209.   SPI1_ReadWriteByte((u8)((ReadAddr)>>16)); //发送24bit地址
    

  210.   SPI1_ReadWriteByte((u8)((ReadAddr)>>8));
    

  211.   SPI1_ReadWriteByte((u8)ReadAddr);
    


  212. 

  213.   for(i=0;i<size;i++)
    

  214.   {
    

  215.      pBuffer[i]=SPI1_ReadWriteByte(0XFF); //循环读数
    

  216.   }
    


  217. 

  218.   GPIO_WriteBit(SPI_PORT, SPI_CS_PIN, 1);
    

  219. }
    


  220. 

  221. /*******************************************************************************
    

  222. * Function Name  : SPI_Flash_Write_Page
    

  223. * Description    : Write data by one page.
    

  224. * Input          : pBuffer:
    

  225. *                  WriteAddr:Initial address(24bit).
    

  226. *                  size:Data length.
    

  227. * Return         : None
    

  228. *******************************************************************************/
    

  229. void SPI_Flash_Write_Page(u8* pBuffer,u32 WriteAddr,u16 size)
    

  230. {
    

  231.   u16 i;
    


  232. 

  233.   SPI_FLASH_Write_Enable();
    

  234.   GPIO_WriteBit(SPI_PORT, SPI_CS_PIN, 0);
    

  235.   SPI1_ReadWriteByte(W25X_PageProgram);      //发送写页命令
    

  236.   SPI1_ReadWriteByte((u8)((WriteAddr)>>16)); //发送24bit地址
    

  237.   SPI1_ReadWriteByte((u8)((WriteAddr)>>8));
    

  238.   SPI1_ReadWriteByte((u8)WriteAddr);
    


  239. 

  240.   for(i=0;i<size;i++)
    

  241.     {
    

  242.         SPI1_ReadWriteByte(pBuffer[i]); //循环写数
    

  243.     }
    


  244. 

  245.   GPIO_WriteBit(SPI_PORT, SPI_CS_PIN, 1);
    

  246.   SPI_Flash_Wait_Busy(); //等待写入结束
    

  247. }
    


  248. 

  249. /*******************************************************************************
    

  250. * Function Name  : SPI_Flash_Write_NoCheck
    

  251. * Description    : Write data to flash.(need Erase)
    

  252. *                  All data in address rang is 0xFF.
    

  253. * Input          : pBuffer:
    

  254. *                  WriteAddr: Initial address(24bit).
    

  255. *                  size: Data length.
    

  256. * Return         : None
    

  257. *******************************************************************************/
    

  258. void SPI_Flash_Write_NoCheck(u8* pBuffer,u32 WriteAddr,u16 size)
    

  259. {
    

  260.     u16 pageremain;
    


  261. 

  262.     pageremain=256-WriteAddr%256; //单页剩余的字节数
    


  263. 

  264.     if(size<=pageremain)pageremain=size; //不大于256个字节
    


  265. 

  266.     while(1)
    

  267.     {
    

  268.         SPI_Flash_Write_Page(pBuffer,WriteAddr,pageremain);
    


  269. 

  270.         if(size==pageremain)
    

  271.         {
    

  272.             break; //写入结束了
    

  273.         }
    

  274.         else
    

  275.         {
    

  276.             pBuffer+=pageremain;
    

  277.             WriteAddr+=pageremain;
    

  278.             size-=pageremain; //减去已经写入了的字节数
    


  279. 

  280.             if(size>256)pageremain=256; //一次可以写入256个字节
    

  281.             else pageremain=size; //不够256个字节了
    

  282.         }
    

  283.     }
    

  284. }
    


  285. 

  286. /*******************************************************************************
    

  287. * Function Name  : SPI_Flash_Write
    

  288. * Description    : Write data to flash.(no need Erase)
    

  289. * Input          : pBuffer:
    

  290. *                  WriteAddr: Initial address(24bit).
    

  291. *                  size: Data length.
    

  292. * Return         : None
    

  293. *******************************************************************************/
    

  294. void SPI_Flash_Write(u8* pBuffer,u32 WriteAddr,u16 size)
    

  295. {
    

  296.     u32 secpos;
    

  297.     u16 secoff;
    

  298.     u16 secremain;
    

  299.     u16 i;
    


  300. 

  301.     secpos=WriteAddr/4096; //扇区地址
    

  302.     secoff=WriteAddr%4096; //在扇区内的便宜
    

  303.     secremain=4096-secoff; //扇区剩余空间大小
    


  304. 

  305.     if(size<=secremain)secremain=size; //不大于4096个字节
    


  306. 

  307.     while(1)
    

  308.     {
    

  309.         SPI_Flash_Read(SPI_FLASH_BUF,secpos*4096,4096); //读出整个扇区的内容
    


  310. 

  311.         for(i=0;i<secremain;i++) //校验数据
    

  312.         {
    

  313.             if(SPI_FLASH_BUF[secoff+i]!=0XFF)break; //需要擦除
    

  314.         }
    


  315. 

  316.         if(i<secremain) //需要擦除
    

  317.         {
    

  318.             SPI_Flash_Erase_Sector(secpos); //擦除这个扇区
    


  319. 

  320.             for(i=0;i<secremain;i++) //复制
    

  321.             {
    

  322.                 SPI_FLASH_BUF[i+secoff]=pBuffer[i];
    

  323.             }
    


  324. 

  325.             SPI_Flash_Write_NoCheck(SPI_FLASH_BUF,secpos*4096,4096); //写入整个扇区
    


  326. 

  327.         }
    

  328.         else
    

  329.         {
    

  330.             SPI_Flash_Write_NoCheck(pBuffer,WriteAddr,secremain); //写已经擦除了的，直接写入扇区剩余空间
    

  331.         }
    


  332. 

  333.         if(size==secremain)
    

  334.         {
    

  335.             break; //写入结束
    

  336.         }
    

  337.         else
    

  338.         {
    

  339.             secpos++; //扇区地址增1
    

  340.             secoff=0; //偏移位置为0
    


  341. 

  342.           pBuffer+=secremain;   //指针偏移
    

  343.           WriteAddr+=secremain; //写地址偏移
    

  344.           size-=secremain;      //字节数递减
    


  345. 

  346.             if(size>4096)
    

  347.             {
    

  348.                 secremain=4096; //下一个扇区还是写不完
    

  349.             }
    

  350.             else
    

  351.             {
    

  352.                 secremain=size; //下一个扇区可以写完了
    

  353.             }
    

  354.         }
    

  355.     }
    

  356. }
    


  357. 

  358. /*******************************************************************************
    

  359. * Function Name  : SPI_Flash_Erase_Chip
    

  360. * Description    : Erase all FLASH pages.
    

  361. * Input          : None
    

  362. * Return         : None
    

  363. *******************************************************************************/
    

  364. void SPI_Flash_Erase_Chip(void)
    

  365. {
    

  366.   SPI_FLASH_Write_Enable();
    

  367.   SPI_Flash_Wait_Busy();
    

  368.   GPIO_WriteBit(SPI_PORT, SPI_CS_PIN, 0);
    

  369.   SPI1_ReadWriteByte(W25X_ChipErase);  //发送片擦除指令
    

  370.   GPIO_WriteBit(SPI_PORT, SPI_CS_PIN, 1);
    

  371.   SPI_Flash_Wait_Busy();
    

  372. }
    


  373. 

  374. /*******************************************************************************
    

  375. * Function Name  : SPI_Flash_PowerDown
    

  376. * Description    : Enter power down mode.
    

  377. * Input          : None
    

  378. * Return         : None
    

  379. *******************************************************************************/
    

  380. void SPI_Flash_PowerDown(void)
    

  381. {
    

  382.   GPIO_WriteBit(SPI_PORT, SPI_CS_PIN, 0);
    

  383.   SPI1_ReadWriteByte(W25X_PowerDown);  //发送进入断电模式之灵
    

  384.   GPIO_WriteBit(SPI_PORT, SPI_CS_PIN, 1);
    

  385.   Delay_Us(3);
    

  386. }
    


  387. 

  388. /*******************************************************************************
    

  389. * Function Name  : SPI_Flash_WAKEUP
    

  390. * Description    : Power down wake up.
    

  391. * Input          : None
    

  392. * Return         : None
    

  393. *******************************************************************************/
    

  394. void SPI_Flash_WAKEUP(void)
    

  395. {
    

  396.   GPIO_WriteBit(SPI_PORT, SPI_CS_PIN, 0);
    

  397.   SPI1_ReadWriteByte(W25X_ReleasePowerDown); //发送断电唤醒指令
    

  398.   GPIO_WriteBit(SPI_PORT, SPI_CS_PIN, 1);
    

  399.   Delay_Us(3);
    

  400. }


然后是更改触摸通道2为触摸通道1：
复制
  1. void Touch_Key_Init(void)
    

  2. {
    

  3.     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    


  4. 

  5.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE );
    

  6.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE );
    


  7. 

  8.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = AD1_CHANNEL1_PIN;
    

  9.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
    

  10.     GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    


  11. 

  12.     ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);
    

  13.     TKEY_CH =0x00000001;     // TouchKey Channel
    

  14.     TKEY_CR |= 0x51000000;   // Enable TouchKey
    

  15. }

初始化触摸通道1的Io引脚后，只需要修改下面这条语句就好了：
TKEY_CH =0x00000001; // TouchKey Channel

工程运行后flash读写OK：
349425fcdef65b05ac.png

全部的工程打包如下：
CH32V103-SPI-FLASH.rar (553.67 KB, 下载次数: 1)

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