[RISC-V MCU 应用开发] 十五、CH32V103应用教程——SPI读写FLASH

void SPI_I2S_DeInit(SPI_TypeDef* SPIx);

void SPI_Init(SPI_TypeDef* SPIx, SPI_InitTypeDef* SPI_InitStruct);

void I2S_Init(SPI_TypeDef* SPIx, I2S_InitTypeDef* I2S_InitStruct);

void SPI_StructInit(SPI_InitTypeDef* SPI_InitStruct);

void I2S_StructInit(I2S_InitTypeDef* I2S_InitStruct);

void SPI_Cmd(SPI_TypeDef* SPIx, FunctionalState NewState);

void I2S_Cmd(SPI_TypeDef* SPIx, FunctionalState NewState);

void SPI_I2S_ITConfig(SPI_TypeDef* SPIx, uint8_t SPI_I2S_IT, FunctionalState NewState);

void SPI_I2S_DMACmd(SPI_TypeDef* SPIx, uint16_t SPI_I2S_DMAReq, FunctionalState NewState);

void SPI_I2S_SendData(SPI_TypeDef* SPIx, uint16_t Data);

uint16_t SPI_I2S_ReceiveData(SPI_TypeDef* SPIx);

void SPI_NSSInternalSoftwareConfig(SPI_TypeDef* SPIx, uint16_t SPI_NSSInternalSoft);

void SPI_SSOutputCmd(SPI_TypeDef* SPIx, FunctionalState NewState);

void SPI_DataSizeConfig(SPI_TypeDef* SPIx, uint16_t SPI_DataSize);

void SPI_TransmitCRC(SPI_TypeDef* SPIx);

void SPI_CalculateCRC(SPI_TypeDef* SPIx, FunctionalState NewState);

uint16_t SPI_GetCRC(SPI_TypeDef* SPIx, uint8_t SPI_CRC);

uint16_t SPI_GetCRCPolynomial(SPI_TypeDef* SPIx);

void SPI_BiDirectionalLineConfig(SPI_TypeDef* SPIx, uint16_t SPI_Direction);

FlagStatus SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI_TypeDef* SPIx, uint16_t SPI_I2S_FLAG);

void SPI_I2S_ClearFlag(SPI_TypeDef* SPIx, uint16_t SPI_I2S_FLAG);

ITStatus SPI_I2S_GetITStatus(SPI_TypeDef* SPIx, uint8_t SPI_I2S_IT);

void SPI_I2S_ClearITPendingBit(SPI_TypeDef* SPIx, uint8_t SPI_I2S_IT);

#ifndef __SPI_H

#define __SPI_H



#include "ch32v10x_conf.h"



/*****************************************

*@Note

  Winbond W25Qxx SPIFLASH

pins:

    CS   —— PA2

    DO   —— PA6(SPI1_MISO)

    WP   —— 3.3V

    DI   —— PA7(SPI1_MOSI)

    CLK  —— PA5(SPI1_SCK)

    HOLD —— 3.3V

*******************************************/



/* Winbond SPI Falsh ID */

#define W25Q80  0XEF13

#define W25Q16  0XEF14

#define W25Q32  0XEF15

#define W25Q64  0XEF16

#define W25Q128 0XEF17



/* Winbond SPIFalsh Instruction List 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 SPI_Flash_Init(void);

u8 SPI1_ReadWriteByte(u8 TxData);

u8 SPI_Flash_ReadSR(void);

void SPI_FLASH_Write_SR(u8 sr);

void SPI_Flash_Wait_Busy(void);

void SPI_FLASH_Write_Enable(void);

void SPI_FLASH_Write_Disable(void);

u16 SPI_Flash_ReadID(void);

void SPI_Flash_Erase_Sector(u32 Dst_Addr);

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

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

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

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

void SPI_Flash_Erase_Chip(void);

void SPI_Flash_PowerDown(void);

void SPI_Flash_WAKEUP(void);



#endif

#include "spi.h"



/* Global Variable */

u8 SPI_FLASH_BUF[4096];



/*******************************************************************************

* Function Name  : SPI_Flash_Init

* Description    : Configuring the SPI for operation flash.

* Input          : None

* Return         : None

*******************************************************************************/

void SPI_Flash_Init(void)

{

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    SPI_InitTypeDef  SPI_InitStructure;



    RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_SPI1, ENABLE );



    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;      //推挽输出

    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_2);                      //CS引脚PA2置高电平



    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;

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

    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

    GPIO_Init( GPIOA, &GPIO_InitStructure );



    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; //浮空输入

    GPIO_Init( GPIOA, &GPIO_InitStructure );



    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;

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

    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

    GPIO_Init( GPIOA, &GPIO_InitStructure );



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

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

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

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

    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

    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

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

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

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

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



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

}



/*******************************************************************************

* Function Name  : SPI1_ReadWriteByte

* Description    : SPI1 read or write one byte.

* Input          : TxData: write one byte data.

* Return         : Read one byte data.

*******************************************************************************/

u8 SPI1_ReadWriteByte(u8 TxData)

{

    u8 i=0;



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

    {

        i++;

        if(i>200)return 0;

    }



    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

    i=0;



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

    {

        i++;

        if(i>200)return 0;

    }



    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

}



/*******************************************************************************

* Function Name  : SPI_Flash_ReadSR

* Description    : Read W25Qxx status register.

*       ——BIT7  6   5   4   3   2   1   0

*       ——SPR   RV  TB  BP2 BP1 BP0 WEL BUSY

* Input          : None

* Return         : byte: status register value.

*******************************************************************************/

u8 SPI_Flash_ReadSR(void)

{

    u8 byte=0;



    GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_2, 0);    //PA2=0,使能片选信号

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

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

    GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_2, 1);    //取消片选信号



    return byte;

}



/*******************************************************************************

* Function Name  : SPI_FLASH_Write_SR

* Description    : Write W25Qxx status register.

* Input          : sr:status register value.

* Return         : None

*******************************************************************************/

void SPI_FLASH_Write_SR(u8 sr)

{

    GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_2, 0);

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

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

    GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_2, 1);

}



/*******************************************************************************

* Function Name  : SPI_Flash_Wait_Busy

* Description    : Wait flash free.

* Input          : None

* Return         : None

*******************************************************************************/

void SPI_Flash_Wait_Busy(void)

{

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

}



/*******************************************************************************

* Function Name  : SPI_FLASH_Write_Enable

* Description    : Enable flash write.

* Input          : None

* Return         : None

*******************************************************************************/

void SPI_FLASH_Write_Enable(void)

{

  GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_2, 0);

  SPI1_ReadWriteByte(W25X_WriteEnable); //发送写使能

  GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_2, 1);

}



/*******************************************************************************

* Function Name  : SPI_FLASH_Write_Disable

* Description    : Disable flash write.

* Input          : None

* Return         : None

*******************************************************************************/

void SPI_FLASH_Write_Disable(void)

{

  GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_2, 0);

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

  GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_2, 1);

}



/*******************************************************************************

* Function Name  : SPI_Flash_ReadID

* Description    : Read flash ID.

* Input          : None

* Return         : Temp: FLASH ID.

*******************************************************************************/

u16 SPI_Flash_ReadID(void)

{

    u16 Temp = 0;



    GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_2, 0);

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

    SPI1_ReadWriteByte(0x00);

    SPI1_ReadWriteByte(0x00);

    SPI1_ReadWriteByte(0x00);

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

    Temp|=SPI1_ReadWriteByte(0xFF);

    GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_2, 1);



    return Temp;

}



/*******************************************************************************

* Function Name  : SPI_Flash_Erase_Sector

* Description    : Erase one sector(4Kbyte).

* Input          : Dst_Addr:  0 —— 2047

* Return         : None

*******************************************************************************/

void SPI_Flash_Erase_Sector(u32 Dst_Addr)

{

    Dst_Addr*=4096;

    SPI_FLASH_Write_Enable();

    SPI_Flash_Wait_Busy();

    GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_2, 0);

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

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

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

    SPI1_ReadWriteByte((u8)Dst_Addr);

    GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_2, 1);

    SPI_Flash_Wait_Busy(); //等待擦除完成

}



/*******************************************************************************

* Function Name  : SPI_Flash_Read

* Description    : Read data from flash.

* Input          : pBuffer:

*                  ReadAddr:Initial address(24bit).

*                  size: Data length.

* Return         : None

*******************************************************************************/

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

{

  u16 i;



  GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_2, 0);

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

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

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

  SPI1_ReadWriteByte((u8)ReadAddr);



  for(i=0;i<size;i++)

  {

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

  }



  GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_2, 1);

}



/*******************************************************************************

* Function Name  : SPI_Flash_Write_Page

* Description    : Write data by one page.

* Input          : pBuffer:

*                  WriteAddr:Initial address(24bit).

*                  size:Data length.

* Return         : None

*******************************************************************************/

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

{

  u16 i;



  SPI_FLASH_Write_Enable();

  GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_2, 0);

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

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

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

  SPI1_ReadWriteByte((u8)WriteAddr);



  for(i=0;i<size;i++)

    {

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

    }



  GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_2, 1);

  SPI_Flash_Wait_Busy(); //等待写入结束

}



/*******************************************************************************

* Function Name  : SPI_Flash_Write_NoCheck

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

*                  All data in address rang is 0xFF.

* Input          : pBuffer:

*                  WriteAddr: Initial address(24bit).

*                  size: Data length.

* Return         : None

*******************************************************************************/

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

{

    u16 pageremain;



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



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



    while(1)

    {

        SPI_Flash_Write_Page(pBuffer,WriteAddr,pageremain);



        if(size==pageremain)

        {

            break; //写入结束了

        }

        else

        {

            pBuffer+=pageremain;

            WriteAddr+=pageremain;

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



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

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

        }

    }

}



/*******************************************************************************

* Function Name  : SPI_Flash_Write

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

* Input          : pBuffer:

*                  WriteAddr: Initial address(24bit).

*                  size: Data length.

* Return         : None

*******************************************************************************/

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

{

    u32 secpos;

    u16 secoff;

    u16 secremain;

    u16 i;



    secpos=WriteAddr/4096; //扇区地址

    secoff=WriteAddr%4096; //在扇区内的便宜

    secremain=4096-secoff; //扇区剩余空间大小



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



    while(1)

    {

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



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

        {

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

        }



        if(i<secremain) //需要擦除

        {

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



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

            {

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

            }



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



        }

        else

        {

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

        }



        if(size==secremain)

        {

            break; //写入结束

        }

        else

        {

            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

          size-=secremain;      //字节数递减



            if(size>4096)

            {

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

            }

            else

            {

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

            }

        }

    }

}



/*******************************************************************************

* Function Name  : SPI_Flash_Erase_Chip

* Description    : Erase all FLASH pages.

* Input          : None

* Return         : None

*******************************************************************************/

void SPI_Flash_Erase_Chip(void)

{

  SPI_FLASH_Write_Enable();

  SPI_Flash_Wait_Busy();

  GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_2, 0);

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

  GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_2, 1);

  SPI_Flash_Wait_Busy();

}



/*******************************************************************************

* Function Name  : SPI_Flash_PowerDown

* Description    : Enter power down mode.

* Input          : None

* Return         : None

*******************************************************************************/

void SPI_Flash_PowerDown(void)

{

  GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_2, 0);

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

  GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_2, 1);

  Delay_Us(3);

}



/*******************************************************************************

* Function Name  : SPI_Flash_WAKEUP

* Description    : Power down wake up.

* Input          : None

* Return         : None

*******************************************************************************/

void SPI_Flash_WAKEUP(void)

{

  GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_2, 0);

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

  GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_2, 1);

  Delay_Us(3);

}