STM32CubeMX-18 | 使用硬件QSPI读写SPI Flash（W25Q64）

只看该作者 · 2020-4-12 19:17

本篇详细的记录了如何使用STM32CubeMX配置STM32L431RCT6的硬件QSPI外设与 SPI Flash 通信（W25Q64）。

只看该作者 · 2020-4-12 19:18

1. 准备工作
硬件准备
开发板
首先需要准备一个开发板，这里我准备的是STM32L4的开发板（BearPi）：

只看该作者 · 2020-4-12 19:19

SPI Flash
小熊派开发板板载一片SPI Flash，型号为 W25Q64，大小为 8 MB，最大支持 80 Mhz的操作频率。

只看该作者 · 2020-4-12 19:19

软件准备
需要安装好Keil - MDK及芯片对应的包，以便编译和下载生成的代码；
准备一个串口调试助手，这里我使用的是Serial Port Utility；

Keil MDK和串口助手Serial Port Utility 的安装包都可以在文末关注公众号获取，回复关键字获取相应的安装包：

只看该作者 · 2020-4-12 19:20

2.生成MDK工程
选择芯片型号
打开STM32CubeMX，打开MCU选择器：

只看该作者 · 2020-4-12 19:21

搜索并选中芯片STM32L431RCT6:

只看该作者 · 2020-4-12 19:21

配置时钟源
如果选择使用外部高速时钟（HSE），则需要在System Core中配置RCC；
如果使用默认内部时钟（HSI），这一步可以略过；

这里我都使用外部时钟：

只看该作者 · 2020-4-12 19:22

配置串口
小熊派开发板板载ST-Link并且虚拟了一个串口，原理图如下：

这里我将开关拨到AT-MCU模式，使PC的串口与USART1之间连接。

只看该作者 · 2020-4-12 19:23

接下来开始配置USART1：

只看该作者 · 2020-4-12 19:24

配置QSPI接口
首先查看小熊派开发板上 SPI Flash 的原理图：

只看该作者 · 2020-4-12 19:24

其引脚连接情况如下：

SPI Flash连接引脚对应引脚
QUADSPI_BK1_NCS PB11
QUADSPI_BK1_CLK PB10
QUADSPI_BK1_IO0 PB1
QUADSPI_BK1_IO1 PB0

只看该作者 · 2020-4-12 19:25

接下来配置 QSPI 接口：

只看该作者 · 2020-4-12 19:25

配置时钟树
STM32L4的最高主频到80M，所以配置PLL，最后使HCLK = 80Mhz即可：

只看该作者 · 2020-4-12 19:28

生成工程设置

只看该作者 · 2020-4-12 19:28

代码生成设置
最后设置生成独立的初始化文件：

只看该作者 · 2020-4-12 19:29

生成代码
点击GENERATE CODE即可生成MDK-V5工程：

只看该作者 · 2020-4-12 19:29

3. 在MDK中编写、编译、下载用户代码
  重定向printf( )函数
  参考：【STM32Cube_09】重定向printf函数到串口输出的多种方法。
   https://bbs.21ic.com/icview-2938342-1-1.html

只看该作者 · 2020-4-12 19:30

4. 封装 SPI Flash（W25Q64）的命令和底层函数
MCU 通过向 SPI Flash 发送各种命令来读写 SPI Flash内部的寄存器，所以这种裸机驱动，首先要先宏定义出需要使用的命令，然后利用 HAL 库提供的库函数，封装出三个底层函数，便于移植：
   向 SPI Flash 发送命令的函数
   向 SPI Flash 发送数据的函数
   从 SPI Flash 接收数据的函数

接下来开始编写代码~

只看该作者 · 2020-4-12 19:31

宏定义操作命令

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#define ManufactDeviceID_CMD    0x90

#define READ_STATU_REGISTER_1   0x05

#define READ_STATU_REGISTER_2   0x35

#define READ_DATA_CMD               0x03

#define WRITE_ENABLE_CMD          0x06

#define WRITE_DISABLE_CMD         0x04

#define SECTOR_ERASE_CMD          0x20

#define CHIP_ERASE_CMD              0xc7

#define PAGE_PROGRAM_CMD        0x02

只看该作者 · 2020-4-12 19:32

封装发送命令的函数（重点）

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/**

 * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]        向SPI Flash发送指令

 * @param        instruction —— 要发送的指令

 * @param        address     —— 要发送的地址

 * @param        dummyCycles    —— 空指令周期数

 * @param        instructionMode —— 指令发送模式

 * @param        addressMode —— 地址发送模式

 * @param        addressSize    —— 地址大小

 * @param        dataMode    —— 数据发送模式

 * @retval        成功返回HAL_OK

*/

HAL_StatusTypeDef QSPI_Send_Command(uint32_t instruction, 

                                    uint32_t address, 

                                    uint32_t dummyCycles, 

                                    uint32_t instructionMode, 

                                    uint32_t addressMode, 

                                    uint32_t addressSize, 

                                    uint32_t dataMode)

{

    QSPI_CommandTypeDef cmd;



    cmd.Instruction = instruction;                     //指令

    cmd.Address = address;                          //地址

    cmd.DummyCycles = dummyCycles;                  //设置空指令周期数

    cmd.InstructionMode = instructionMode;            //指令模式

    cmd.AddressMode = addressMode;                   //地址模式

    cmd.AddressSize = addressSize;                   //地址长度

    cmd.DataMode = dataMode;                         //数据模式

    cmd.SIOOMode = QSPI_SIOO_INST_EVERY_CMD;           //每次都发送指令

    cmd.AlternateByteMode = QSPI_ALTERNATE_BYTES_NONE; //无交替字节

    cmd.DdrMode = QSPI_DDR_MODE_DISABLE;               //关闭DDR模式

    cmd.DdrHoldHalfCycle = QSPI_DDR_HHC_ANALOG_DELAY;



    return HAL_QSPI_Command(&hqspi, &cmd, 5000);

}