SPI Flash读取操作

只看该作者 · 2021-6-5 20:14

今天看到有人在问SPI flash读取数据的方法，为什么这样读取？

先给出一个函数，SPI的读取函数：

/*!
\brief    read a block of data from the flash
\param[in]  pbuffer: pointer to the buffer that receives the data read from the flash
\param[in]  read_addr: flash's internal address to read from
\param[in]  num_byte_to_read: number of bytes to read from the flash
\param[out] none
\retval    none
*/
spiflash_ret spiflash_buffer_read(uint8_t* pbuffer, uint32_t read_addr, uint16_t num_byte_to_read)
{
spiflash_ret ret = spiflash_ret_success;
/* select the flash: chip slect low */
SPI_FLASH_CS_LOW();

/* send "read from memory " instruction */
spi_flash_send_byte(READ);

/* send read_addr high nibble address byte to read from */
spi_flash_send_byte((read_addr & 0xFF0000) >> 16);
/* send read_addr medium nibble address byte to read from */
spi_flash_send_byte((read_addr& 0xFF00) >> 8);
/* send read_addr low nibble address byte to read from */
spi_flash_send_byte(read_addr & 0xFF);

/* while there is data to be read */
while(num_byte_to_read--){
      /* read a byte from the flash */
      *pbuffer = spi_flash_send_byte(DUMMY_BYTE);
      /* point to the next location where the byte read will be saved */
      pbuffer++;
}

/* deselect the flash: chip select high */
SPI_FLASH_CS_HIGH();

return ret;
}
函数的参数就不再说了，有注释看下就可以。一个是返回的数据地址，一个是即将读取的地址，这里应该通俗一点说，要读取flash上哪个位置，最后一个是读取的字节数！

只看该作者 · 2021-6-5 20:15

OK!,这里还是有学问的，至少要有这样的疑问：

对于第二个参数！第二个参数是flash的位置，就是说我们要从flash上哪个地方读取数据！

那必须要想到这个范围是多大？范围是多大要看flash的容量

这里比如说我用的是4M的flash ,4M 哦， 4 * 1024 * 1024个字节嘛

这里我先把4M的二进制和十六进制表示出来，后面用：

4M的十六进制表方法：0x40 00 00 (每两个字节之间空了一个空格)

4M的二进制表示方法：100 0000 0000 0000 0000 0000（不好意思，有点长，总共是23位，你数一数）

好了进入函数里面

首先，SPI的片选你要知道，不知道的网上搜一大把，我就不说了（因为我也不知道.....）

要说的重点先通过

spi_flash_send_byte(READ);
这个函数发送了READ数据，不好意思READ这里定义的是0x03,前面没有定义，抱歉。

就是说在读取的时候要先发送一个0x03,为什么是0x03呢？

只看该作者 · 2021-6-5 20:17

来，我们看下SPEC，Flash的数据手册：

贴下图吧：

这里找到了读取flash数据的方法：

The Read Data Bytes(Read) command is followed by a 3-byte address(A23-A00,and each bit is latched-in on the rising edge of SCLK.

好了，就看着一句话，看看我们发现了什么（Read）command is followed by 3-byte address

Read command 就是0x03,看下面的图 Command 03H ，对吧，followed by 3-byte address 就是图上的24-bit address

为什么是24-bit address,想一下，发送了0x03给flash之后，我们还没有告诉flash我们要读这个flash的哪个位置呢

所以紧跟着再把要读的位置告诉flash,这个位置是多少位呢？23位！也就是起前面我们说的4M的二进制表示方法，但是这里为什么要是24bit呢，对8整除嘛，最高一个bit不用就是了。

这就是我们代码中进跟着的发送了三个byte的地址的原因。为什么要分三次发呢？发送先发高位还是先发低位呢？

看图，图上是从23到0，所以你发送的时候也要先发高位的，再发低位，分三次发的原因是我们这个函数只支持发送8位的数据

只看该作者 · 2021-6-5 20:18

贴下这个函数：

/*!
\brief    send a byte through the SPI interface and return the byte received from the SPI bus
\param[in]  byte: byte to send
\param[out] none
\retval    the value of the received byte
*/
uint8_t spi_flash_send_byte(uint8_t byte)
{
/* loop while data register in not emplty */
while (RESET == spi_i2s_flag_get(SPI1,SPI_FLAG_TBE));

/* send byte through the SPI1 peripheral */
spi_i2s_data_transmit(SPI1,byte);

/* wait to receive a byte */
while(RESET == spi_i2s_flag_get(SPI1,SPI_FLAG_RBNE));

/* return the byte read from the SPI bus */
return(spi_i2s_data_receive(SPI1));
}
看到了吧，参数是uint8_t。

发送了读取命令和读取位置之后，flash就知道我们要取哪里的数据了，那么想读多少我们就读多少了！

只看该作者 · 2021-6-5 20:19

后面就是循环读取的操作了。

/* while there is data to be read */
while(num_byte_to_read--){
      /* read a byte from the flash */
      *pbuffer = spi_flash_send_byte(DUMMY_BYTE);
      /* point to the next location where the byte read will be saved */
      pbuffer++;
}
怎么循环读取？

直接对flash发送一个DUMMY_BYTE（0xFF）的指令就可以了，然后呢，这个函数返回的就是所要读取的数据，你按照顺序读取的话，就读到对应地址开始的顺序数据了，就跟读文件一样，一直往下读了。

这里有两个以为，有人说，为什么要发送0xFF呢？其实发什么都可以，这个不用管，-_-||

最后来看下spi_flash_send_byte这个函数

就前面贴的这个函数，里面有注释可以大概看下，

主要的就是这一句代码：

/* send byte through the SPI1 peripheral */
spi_i2s_data_transmit(SPI1,byte);
和下面这句代码，-_-||，净说些废话，总共4句，两句重要

/* return the byte read from the SPI bus */
return(spi_i2s_data_receive(SPI1));
先看transmit，发送数据的这句：

这函数的实现：

/*!
\brief    SPI transmit data
\param[in]  spi_periph: SPIx(x=0,1,2)
\param[in]  data: 16-bit data
\param[out] none
\retval    none
*/
void spi_i2s_data_transmit(uint32_t spi_periph, uint16_t data)
{
SPI_DATA(spi_periph) = (uint32_t)data;
}
很简单，就是在一个寄存器上写一个数据，没猜错的话

再看另外一个接收函数实现：

/*!
\brief    SPI receive data
\param[in]  spi_periph: SPIx(x=0,1,2)
\param[out] none
\retval    16-bit data
*/
uint16_t spi_i2s_data_receive(uint32_t spi_periph)
{
return ((uint16_t)SPI_DATA(spi_periph));
}
在同样的寄存器上读取数据，这个是什么依据呢？

只看该作者 · 2021-6-5 20:20

看下我们所用MCU的数据手册，看到SPI这一部分，其中有关于SPI_DATA的介绍：

看下下面文字说明：“硬件有两个缓冲区:发送缓冲区和接收缓冲区，向SPI_DATA（就是这个寄存器）写入数据会把数据存入到发送缓冲区，从SPI_DATA读数据，将从接收缓冲区获得数据。”

这也就是SDK中这么实现这两个函数的理论依据，当然这个是个16bit的寄存器，可以选择8bit的或者16bit的都可以。