STM32（三十七）SPI读取W25Q128flash的厂商ID、设备ID以及读写数据（硬件SPI）

一、原理图分析

 

 

 

 

 

 由原理图可知w25Q128 CS片选引脚为PB14、MISO是PB4、MOSI是PB5.

二、程序编写

1、spi初始化以及读写函数

#include "spi.h"

void Spi_Init(void)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
	SPI_InitTypeDef  SPI_InitStruct;
	
	//使能端口 B 的硬件时钟
	RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB, ENABLE);
	
	//使能SPI的硬件时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SPI1, ENABLE);
	
	//PB3-PB5引脚连接到SPI1的硬件
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin   = GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5;//PB3  PB4  PB5
	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_AF;//复用模式
	GPIO_InitStruct.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽输出
	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Fast_Speed;//速度 快速 25MHz
	GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd  = GPIO_PuPd_UP;//上拉
	GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);	
	
	GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_PinSource3, GPIO_AF_SPI1);
	GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_PinSource4, GPIO_AF_SPI1);
	GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_PinSource5, GPIO_AF_SPI1);
	
	//配置PB14为输出模式
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin   = GPIO_Pin_14;//PB14
	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_OUT;//输出模式
	GPIO_InitStruct.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽输出
	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Fast_Speed;//速度 快速 25MHz
	GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd  = GPIO_PuPd_UP;//上拉
	GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);
	
	//PB14初始电平状态？   
	SPI_CS = 1;//片选引脚   低电平有效选择，高电平无效选择
	
	//配置SPI相关参数
   SPI_InitStruct.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;//双线全双工通信
   SPI_InitStruct.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;//默认是主机角色，主动控制从机
   SPI_InitStruct.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;//默认是8位数据传输，主要根据从机的设备进行配置 【看从机的数据手册的时序图】
   //模式3
   SPI_InitStruct.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High;//SPI总线空闲的时候，时钟线为高电平  CPOL=1，【看从机的数据手册的时序图】
   SPI_InitStruct.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;//CPHA = 1,,就是主机会对MOSI引脚进行电平采样在时钟的第二个条边沿【看从机的数据手册的时序图】
   SPI_InitStruct.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;//片选引脚有软件代码控制【看从机的数据手册的时序图】
   SPI_InitStruct.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_4;//SPI的硬件时钟=84MHz/4=21MHz {看从机的数据手册的芯片描述，一般在开头介绍}
 
   SPI_InitStruct.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;//高位先出【看从机的数据手册的时序图】
   //SPI_InitStruct.SPI_CRCPolynomial = 7;//主要是用在两个M4芯片进行通信，最后添加CRC检验码
   SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStruct);

	//使能SPI1硬件
   SPI_Cmd(SPI1, ENABLE);

}

/*
 * 功能：SPI 读写一个字节函数    ---》数据交换
 * 参数：发送一个字节数据
 * 返回值：返回读取的数据
*/

uint16_t spi_read_writeByte(uint8_t TXdata)
{
	while(SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);   //等待上一次的数据发完
	SPI_I2S_SendData(SPI1,TXdata);//发送数据
	
	while(SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET);  //等上次数据接收完
	return SPI_I2S_ReceiveData(SPI1);//接收数据	
}

　2、读写厂商ID和设备ID（09H)--模式3

 

 由上图可知厂商ID是0xEF,设备ID是0x17.

　该指令与Release from Power-Down/Device ID指令相似。该指令以/CS拉低开始，然后通过DI传输指令代码90H和24位的地址(全为00000H)。这之后WINBOND的ID(EFH)和芯片ID将在时钟的下降沿以高位在前的方式传出。关于W25Q128BV的芯片和制造商ID,在图29中列出。如果24位地址传输的是00001H,那么芯片ID将首先被传出，然后紧接着的是制造商ID。这两个是连续读出来的。该指令以/CS拉高结束。

• CS拉低表示开始进行数据传输。
• 第一个字节发送指令0x90，代表开始读取ID.
• 第二个字节、第三个字节为dummy（任意值）、第四个字节为0x00
• 第五、六个字节随便发两个字节数据，分别返回制造商ID和设备ID.
• CS拉高表示结束。

代码：

uint16_t w25qxx_read_id(void)
{
	uint16_t id = 0;
	//片选有效
	SPI_CS = 0;
	
	//发送0x90，读取厂商ID和设备ID
	spi_read_writeByte(0x90);
	
	//发送24位地址(3个字节)  前面两个字节可以任意，第三个字节必须是0x00
	spi_read_writeByte(0x00);
	spi_read_writeByte(0x00);
	spi_read_writeByte(0x00);//一定是0x00
	

	//随便发2个字节的数据
	id |= spi_read_writeByte(0xFF)<<8; //id：0xEF17  厂商ID：0xEF     
	id |= spi_read_writeByte(0xFF);    //设备ID：0x17
	
	//片选无效
	SPI_CS = 1;
	
	return id;
}

3、 读数据(03H) ---模式3

　　读数据指令允许从存储器读一一个字 节和连续多个字节。该指令是以/CS拉低开始，然后通DI在时钟的上升沿来传输指令代码(03H)和24位地址。当芯片接受完地址位后，相应地址处的值将会，在时钟的下降沿，以高位在前低位在后的方式，在DO.上传输。如果连续的读多个字节的话,地址是自动加1的。这意味着可以一次读出整个芯片。该指令也是以/CS拉高来结束的。如果当BUSY=1时执行该指令，该指令将被忽略，并且对正在执行的其他指令不会有任何影响。读数据指令的时钟可以从D.C到最大的fR.

 读数据流程：

• CS拉低开始
• 第一个字节发送指令0x03，代表开始读取数据。
• 发送一个24bit要读取的地址（三个字节）。
• 数据读取。
• CS拉高结束。

代码编写：

/*
 * 功能：w25q128 读取一个字节函数    ---》数据交换
 * 参数：addr     ----->打算从 addr 这个地址开始读取数据
         pbuf     ----->你要读取的数据所在的缓冲区
         lenth    ----->你要读取的字节数
 * 返回值：返回读取的数据
*/
void w25qxx_read_data(uint32_t addr,uint8_t *pbuf,uint32_t lenth)
{
	uint8_t *p = pbuf;
	//片选有效
	SPI_CS = 0;
	
	//发送0x03，读取读取数据
	spi_read_writeByte(Read_Data);
	
	//接下来发一个你要读取的24位地址   0xyy123456
	spi_read_writeByte((addr>>16)&0xFF);//0x12   发送[23:16]
	spi_read_writeByte((addr>>8)&0xFF);//0x34    发送[15:8]
	spi_read_writeByte((addr>>0)&0xFF);//0x56    发送[7:0]
	
	while(lenth--)
	{
		*p++ = spi_read_writeByte(0xFF);//随意加的，你可以改成其它试试
	}
	
	//片选无效
	SPI_CS = 1;
}

4、擦除扇区（20H）

　　扇区擦除可以擦除4K-byte存储空间(全为0XFF)。进行扇区擦写指令之前，必须进行写使能指令。该指令是以/CS拉低开始的，然后在DI.上传输指令代码20H和24位地址。时序图如图21。当最后字节的第8位进入芯片后，/CS必须拉高。如果/CS没有拉高，那么扇区擦写指令将不被执行。/CS拉高后，扇区擦写指令的内建时间为tSE。在扇区擦写指令执行期间，读状态寄存器指令仍然可以识别，以此来进行检查BUSY位。当扇区擦写指令执行期间，BUSY 位为了1。当执行完后，BUSY 为0,表明可以接受新的指令了。扇区擦写指令完成后WEL位自动清零。如果该指令要操作的任何--页已经被保护起来，那么该指令也将不执行。

 扇区擦除流程：

• CS拉低开始。
• 发送指令0x20，代表擦除扇区开始。
• 发送一个要擦除的24bit地址
• CS拉高结束。

/*
 * 功能：w25q128  写入一页(256Byte)函数    ---》数据交换
 * 参数：addr     ----->打算从 addr 这个地址开始擦除
         
 * 返回值：无
*/

void w25qxx_EraseSector(uint32_t addr)
{
	//片选有效
	SPI_CS = 0;
	
	//发送0x20，扇区擦除
	spi_read_writeByte(Sector_Erase);
	
	//接下来发一个你要读取的24位地址   0xyy123456
	spi_read_writeByte((addr>>16)&0xFF);//0x12   发送[23:16]
	spi_read_writeByte((addr>>8)&0xFF);//0x34    发送[15:8]
	spi_read_writeByte((addr>>0)&0xFF);//0x56    发送[7:0]
	
	//片选无效
	SPI_CS = 1;
}　　

5、读状态寄存器1指令(05H)和读状态寄存器2指令（35H）

　　读状态寄存器指令允许读8位状态寄存器位。这条指令是以/CS拉低开始，然后通过DI在时钟的上升沿传输指令代码05H(读寄存器1指令)或者是35H(读寄存器2指令),然后状态寄存器的相应位通过DO在时钟的下降沿从高位到低位依次传出。最后以/CS拉高结束。读状态寄存指令可以任何时间使用，在擦写，写状态寄存器指令周期中依然可以。这样就可以随时检查BUSY位，检查相应的指令周期有没有结束，芯片是不是可以接受新的指令。状态寄存器可以连续的读出来，如图7。.

　

 读状态寄存器流程：

• CS拉低。
• 发送指令0x05,表示读取状态寄存器1.
• 接收数据。
• CS拉高。

代码编写：

*
 * 功能：w25q128  读取状态寄存器1
 * 参数：无           
 * 返回值：状态寄存的值
*/
uint8_t w25qxx_read_SR1(void)
{
	uint16_t status = 0;
	//片选有效
	SPI_CS = 0;
	
	//发送0x05，读取状态寄存器1的值   发送0x35，读取状态寄存器2的值
	spi_read_writeByte(Read_SR1);
	
	//接收数据  就是状态寄存器1+状态寄存器2
	status = spi_read_writeByte(0xFF);
	
	//片选无效
	SPI_CS = 1;
	
	return  status;
}

6、写使能指令（06H）

　　写使能指可以设置状态寄存器中的WEL位置1。在页写，QUAD页写，扇区擦除，块擦除，片擦除，写状态寄存器，擦写安全寄存器指令之前，必须先将WEL位置1。写使能指令是以/CS拉低开始的，将06H通过DI在时钟的上升沿锁存，然后/CS拉高来结束指令。

 写使能流程：

• CS拉低
• 发送写使能指令0x06.
• CS拉高。

代码编写：

void w25qxx_wirte_enable(void)
{
	//片选有效
	SPI_CS = 0;
	
	//发送0x06，写使能
	spi_read_writeByte(Write_Enable);
	
	//片选无效
	SPI_CS = 1;
}　　

7、判断擦除是否完成

 判断状态寄存器1的S0为是否为0，值为0则擦除完成。

void w25qxx_wait_busy(void)
{
	while((w25qxx_read_SR1()&(0x01<<0)));//当busy为0，即擦除完毕  当busy为1，即擦除还在继续
}　　

8、页写指令（02H）

　　页编程指令允许1到256字节写入存储器的某- -页，这一页必须是被擦除过的(也就是只能写.0，不能写1,擦除时是全写为1)。在页编程指令之前，必须先写入写使能指令。页编程指令是以/CS拉低开始，然后在DI上传输指令代码02H，再接着传输24位的地址，接着是至少-一个字节的数据。/CS管脚必须一直保持低。页编程指令的时序图如图19。如果一-次写-整页数据(256 字节)，最后的地址字节应该全为0。如果最后8字节地址不为0，但是要写入的数据长度超过页剩下的长度，那么芯片会回到当前页的开始地址写。写入少于256字节的的数据，对页内的其他数据没有任何影响。对于这种情况的惟一要求是，时钟数不能超过剩下页的长度。如果一-次写入多于是256字节的数据，那么在页内会回头写，先前写的数据可能已经被覆盖。作为擦写指令，当最后字节的第8位进入芯片后，/CS必须拉高。如果/CS没有拉高, .那么页写指令将不被执行。/CS拉高后，页编程指令的内建时间为tpp。在页写指令执行期间，读状态寄存器指令仍然可以识别，以此来进行检查BUSY位。当页写指令执行期间，BUSY 位为了1。当执行完后，BUSY 为0，表明可以接受新的指令了。页写指令完成后WEL位自动清零。如果该指令要操作的页已经被保护起来，那么该指令也将不执行。

 页写流程：

• 写使能。
• 擦除扇区（擦除也是个写操作，写0）
• 判断扇区是否擦除完毕。
• 擦除完毕后写使能。
• CS拉低，片选有效。
• 发送页写指令0x02，代表页写开始
• 发送一个要写入的24bit地址。
• 开始写数据，写入一页数据（354byte）
• CS拉高，片选无效。

/*
 * 功能：w25q128  写入一页(256Byte)函数    ---》数据交换
 * 参数：addr     ----->打算从 addr 这个地址开始写入数据
         pbuf     ----->你要写入的数据所在的缓冲区
         lenth    ----->你要写入的字节数
 * 返回值：返回读取的数据
*/
void w25qxx_write_page(uint32_t addr,uint8_t *pbuf,uint32_t lenth)
{
	uint8_t *p = pbuf;
	
	//擦除之前必须进行写使能
	w25qxx_wirte_enable();
	
	//擦除扇区
	//w25qxx_EraseSector(0x000000);
	w25qxx_EraseSector(addr/4096*4096);
	
	//判忙
	w25qxx_wait_busy();
	
	//写入必须进行写使能
	w25qxx_wirte_enable();
	
	//开始写入数据
	//片选有效
	SPI_CS = 0;
	
	//发送0x02，写入数据
	spi_read_writeByte(Page_Program);
	
	//接下来发一个你要写入的24位地址   0xyy123456
	spi_read_writeByte((addr>>16)&0xFF);//0x12   发送[23:16]
	spi_read_writeByte((addr>>8)&0xFF);//0x34    发送[15:8]
	spi_read_writeByte((addr>>0)&0xFF);//0x56    发送[7:0]
	
	while(lenth--)
	{
		spi_read_writeByte(*p++);
	}
	
	//片选无效
	SPI_CS = 1;
}　　

　　

三、主函数测试

uint8_t i;
	uint8_t wbuf[8]={'h','e','l','l','o','b','b','a'};
	uint8_t rbuf[8]={0};
	uint16_t id;
id = w25qxx_read_id();
	printf("id=0x%X
",id);
	
	w25qxx_write_page(10086,wbuf,8);
	delay_ms(50);
	w25qxx_read_data(10086,rbuf,8);
	printf("addr10086 read 8bit data:");
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		printf("%c ",rbuf[i]);
	}
	printf("
");