【APM32F402R Micro-EVB】09:硬件SPI驱动W25Q64

一：W25Q64芯片介绍：
　W25Q64 是一款常见的串行 Flash 存储器芯片，由华邦（Winbond）公司生产。它的存储容量为 64Mb（8MB），采用 SPI（串行外设接口）进行通信，常用于嵌入式系统中存储代码或数据。
二：W25Q64操作注意事项：
W25Q64 的基本操作遵循 SPI 协议，一般流程是：片选拉低 → 发送命令字 → 发送地址（如需）→ 交换数据 → 片选拉高。
2.1：写使能（Write Enable, 06h）：在执行任何编程或擦除操作前，必须先发送写使能指令。该指令会将状态寄存器中的写使能锁存（WEL）
2.2:页编程（Page Program, 02h）：向指定地址写入数据。一次最多写入256字节（一页），且不能跨页写入。如果写入数据地址会跨页，超出页首地址部分会从当前页的开头覆写8。写入前必须确保目标区域已被擦除。
2.3:扇区擦除（Sector Erase, 20h）：擦除指定4KB扇区。擦除操作会将所有位变为1。擦除前需写使能。
2.4:块擦除（Block Erase）：提供32KB (52h) 和64KB (D8h) 块擦除选项。
2.5:芯片擦除（Chip Erase, C7h / 60h）：擦除整个芯片。谨慎使用。
2.6:读数据（Read Data, 03h）：从指定地址开始读取数据。读取操作没有页的限制8。
2.7:读状态寄存器（Read Status Register, 05h）：主要用于检查 BUSY 位（S0）和 WEL 位（S1）。在编程、擦除或写状态寄存器期间，BUSY位会置1，此时芯片仅响应读状态寄存器和擦除暂停等少数指令。
读设备ID：如 Read JEDEC ID (9Fh) 可用于识别器件
三：原理图如下所示：

四：软件代码如下所示：

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void SPI_FullDuplex_Config(void)

{

    SPI_Config_T spiConfig;

    GPIO_Config_T gpioConfig;

    RCM_EnableAPB2PeriphClock(RCM_APB2_PERIPH_GPIOA);

    RCM_EnableAPB2PeriphClock(RCM_APB2_PERIPH_SPI1);



    /* SPI1 gpio configuration */

    gpioConfig.pin = (GPIO_PIN_4 | GPIO_PIN_5 | GPIO_PIN_6 | GPIO_PIN_7);

    gpioConfig.speed = GPIO_SPEED_50MHz;

    gpioConfig.mode = GPIO_MODE_AF_PP;

    GPIO_Config(GPIOA, &gpioConfig);



    /* SPI1 Configuration */

    spiConfig.mode = SPI_MODE_MASTER;

    spiConfig.length = SPI_DATA_LENGTH_8B;

    spiConfig.phase = SPI_CLKPHA_1EDGE;

    spiConfig.polarity = SPI_CLKPOL_LOW;

    spiConfig.nss = SPI_NSS_SOFT;

    spiConfig.firstBit = SPI_FIRSTBIT_MSB;

    spiConfig.direction = SPI_DIRECTION_2LINES_FULLDUPLEX;

    spiConfig.baudrateDiv = SPI_BAUDRATE_DIV_2;

    SPI_Config(SPI1, &spiConfig);



    SPI_EnableSSOutput(SPI1);

    SPI_Enable(SPI1);

}

硬件的SPI与例程有所不同，

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    spiConfig.polarity = SPI_CLKPOL_HIGH;

添加对W25Q64的驱动代码：
通过对SPI1 发送字节的底层驱动函数：

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uint16_t W25QXX_TYPE;        //默认是W25Q64

//SPI1 读写一个字节

//TxData:要写入的字节

//返回值:读取到的字节

uint8_t SPI1_ReadWriteByte(uint8_t TxData)

{

    uint8_t Rxdata;

                while(!SPI_I2S_ReadStatusFlag(SPI1, SPI_FLAG_TXBE));

                SPI_I2S_TxData(SPI1, TxData);

                while(!SPI_I2S_ReadStatusFlag(SPI1, SPI_FLAG_RXBNE));

                Rxdata = SPI_I2S_RxData(SPI1);

           return Rxdata;                              //返回收到的数据                

}

写入数据：

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void W25QXX_Write(uint8_t* pBuffer,uint32_t WriteAddr,uint16_t NumByteToWrite)   

{ 

        uint32_t secpos;

        uint16_t secoff;

        uint16_t secremain;           

         uint16_t i;    

        uint8_t * W25QXX_BUF;          

           W25QXX_BUF=W25QXX_BUFFER;             

         secpos=WriteAddr/4096;//扇区地址  

        secoff=WriteAddr%4096;//在扇区内的偏移

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

         //printf("ad:%X,nb:%X\r\n",WriteAddr,NumByteToWrite);//测试用

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

        while(1) 

        {        

                W25QXX_Read(W25QXX_BUF,secpos*4096,4096);//读出整个扇区的内容

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

                {

                        if(W25QXX_BUF[secoff+i]!=0XFF)break;//需要擦除            

                }

                if(i<secremain)//需要擦除

                {

                        W25QXX_Erase_Sector(secpos);//擦除这个扇区

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

                        {

                                W25QXX_BUF[i+secoff]=pBuffer[i];          

                        }

                        W25QXX_Write_NoCheck(W25QXX_BUF,secpos*4096,4096);//写入整个扇区  



                }else W25QXX_Write_NoCheck(pBuffer,WriteAddr,secremain);//写已经擦除了的,直接写入扇区剩余区间.                                    

                if(NumByteToWrite==secremain)break;//写入结束了

                else//写入未结束

                {

                        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           

                           NumByteToWrite-=secremain;                                //字节数递减

                        if(NumByteToWrite>4096)secremain=4096;        //下一个扇区还是写不完

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

                }         

        };         

}

读取数据：

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//读取SPI FLASH  

//在指定地址开始读取指定长度的数据

//pBuffer:数据存储区

//ReadAddr:开始读取的地址(24bit)

//NumByteToRead:要读取的字节数(最大65535)

void W25QXX_Read(uint8_t* pBuffer,uint32_t ReadAddr,uint16_t NumByteToRead)   

{ 

         uint16_t i;                                                                                       

        FLASH_CS_LOW() ;                           //使能器件   

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

    if(W25QXX_TYPE==W25Q256)                //如果是W25Q256的话地址为4字节的，要发送最高8位

    {

        SPI1_ReadWriteByte((uint8_t)((ReadAddr)>>24));    

    }

    SPI1_ReadWriteByte((uint8_t)((ReadAddr)>>16));   //发送24bit地址    

    SPI1_ReadWriteByte((uint8_t)((ReadAddr)>>8));   

    SPI1_ReadWriteByte((uint8_t)ReadAddr);   

    for(i=0;i<NumByteToRead;i++)

        { 

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

    }

                FLASH_CS_HIGH();;                                                            

} 

效果仿真如下所示：
可以正常读取到芯片的型号类型：


SPI通信中的时钟极性（CPOL）和时钟相位（CPHA）是两个关键参数。它们定义了时钟信号在空闲状态下的电平和数据采样的时机。当时是利用硬件的SPI读取两个芯片，一个是存储芯片（W25Q64），一个是AD芯片（CS5530），由于这个两个芯片的时序不一致，一个是在上升沿读取数据，另外一个是在下降沿读取数据，当时也是调试好久才发现，时序不一致，当初也是刚毕业不久，也没有太多的工作经验，还以为是芯片损坏，现在想起来还是真的小白了。后来工作时间久了才发现，影响SPI通讯不正常的原因有很多，需要注意硬件连接、通信协议与时序、数据传输等方面。

硬件的SPI读取两个芯片，一个是存储芯片（W25Q64），一个是AD芯片（CS5530），由于这个两个芯片的时序不一致，一个是在上升沿读取数据，另外一个是在下降沿读取数据，

学习到了。我直的也以为只有mode 0，也一直没有遇到其它模式的SPI Flash呢