QSPI读写外部FLASH(W25Q128JVSQ)

只看该作者 · 2021-9-4 14:12

一、前言
这次编写QSPI底层驱动走了很多弯路，硬件是广州硬石科技的STM32H743的开发板。这个H743的开发板上使用的是华邦的W25Q128JVSQ外部FLASH，这块FLASH在QSPI上的编程比较坑，比较坑得原因是需要同时使用SPI模式与QSPI模式，后面会详细讲解。还有一个问题是硬石科技STM32H743所编写的PDF教程上，STM32CubeMX的配置跟编译的例程代码不一致的问题（在QSPI章节），折腾了两三天总算调通串行读写得驱动了，为此记下工程笔记。

最新的测试，W25Q128JVSQ可以使用这个bsp，很神奇。

该例程的BSP的百度云盘地址：
https://pan.baidu.com/s/1Ce64wHaKzovfHYxYXnoYKw 提取码：u3ez

二、硬件电路

只看该作者 · 2021-9-4 14:13

三、CubeMX3.1、Clock Configuration

只看该作者 · 2021-9-4 14:14

3.2、QUADSPI Parameter Settings

Clock Prescaler = 3 - 1 ：设置时钟速度，QSPI clock = 240MHz / (ClockPrescaler+1) = 80M（不能大于芯片的最大频率），从华邦W25Q128FV的datasheet第85页看到，芯片的最大频率是104Mz，但是读取数据的最大频率是50Mhz。

Fifo Threshold = 32 : M7架构的QSPI设计了大小为32的FIFO，都用上。

Sample Shifting = Sample Shifting Half Cycle ：摘自《STM32H7x3编程参考手册》。

Flash Size = 23 + 1 : W25Q128的内存大小是16M。(FLASH大小需要扩大一倍，否则内存映射方位最后1个地址时，会异常。)

Chip Select High Time = 2 ：W25Qx都是选2

Clock Mode = Low : 从datasheet看到，W25Q128FV在CLK上都支持Mode0（LOW）与Mode3（HIGH)，所以Clock Mode可以选Low也可以选HIGH，我都测试过。

Chip Select High Time = 2 ：W25Qx都是选2

Dual Flash = Disable ：只有一个FLASH

只看该作者 · 2021-9-4 14:15

3.3、QSPI GPIO Setting(大坑）
刚开始调QSPI时，代码与STM32Cube的配置核对了很多遍都没有发生问题，但最简单的通过QSPI方式获取FALSH的ID却失败了。排查了半天，最终发现将GPIO的速度改为Very High后就能正常读取FLASH ID。事后想了想，QSPI的通讯速度是100M以上，GPIO的输出速度肯定不能选LOW（低速）。
这里吐槽一下硬石科技的H743教程，在STM32CubuMX的配置里，还是选择Low。但是实际的代码却是用Very High初始化QSPI。

只看该作者 · 2021-9-4 14:16

3.4、生成代码

只看该作者 · 2021-9-4 14:17

四、例程代码
移植例程代码时，需要先确认现有的工程是否已经具备“重定向printf"的功能，因为bsp.h与bsp.c需要使用到printf。bsp_qspi_w25q128.h与bsp_qspi_w25q128.c又需要调用bsp.h。
云盘里有4个bsp文件，分别是：

bsp_qspi_w25q128.h
bsp_qspi_w25q128.c
bsp.h
bsp.c
4.1、添加代码到工程

只看该作者 · 2021-9-4 14:19

4.2、main.c
程序的流程如下：
第一步：通过函数QSPI_W25Qx_ReadID读取外部FLASH的ID号码，保存在变量test_Flash_ID里。（后面通过DEBUG模式看看变量test_Flash_ID里存了什么。）
第二步：擦除外部FLASH的第一个扇区的数据。（擦除后，里面变成全是0xFF。)
第三步：读取外部FLASH的第一个扇区的8个数据，放到数组test_Read_Buf里。（看看在第一个扇区的位置前面8个数据是不是都是0xFF。）
第四步：往外部FLASH的第一个扇区写入数组test_buf里的8个数据。（用于后续确认是不是真的把数据写进去了。）
第五步：再读取外部FLASH的第一个扇区的8个数据，继续放到数组test_Read_Buf里。（看看往外部FLASH里写数组是否真的成功了。）
到这里，通过QSPI串行读写外部FLASH的所有功能准备完毕。

只看该作者 · 2021-9-4 14:20

4.3、DEBUG
经过第一步后，变量test_Flash_ID的值为0xef4018，这个就是W25Q128FV的制造商ID。表示读取FLASH ID成功。

经过第二步与第三步之后，从外部FLASH读到全是0xFF，证明外部FLASH擦除成功。

运行完所有测试代码后，数组test_Read_Buf等于数组test_buf。表示写入FLASH再读取FLASH成功！