STM32 使用硬件SPI读写W25Q64芯片

STM32使用硬件SPI读写W25Q64芯片

摘要

本文详细介绍了如何使用STM32微控制器的硬件SPI接口来读写W25Q64串行Flash存储器。W25Q64是一款8Mb的SPI Flash存储器，广泛应用于嵌入式系统中。本文将从硬件连接、SPI初始化、W25Q64初始化、读写操作等方面进行阐述，并提供相应的代码示例。

1. 硬件连接

首先，需要将W25Q64芯片与STM32开发板连接。以下是W25Q64与STM32的典型硬件连接方式：

CS（片选）连接到STM32的一个GPIO引脚，例如PA4。
SCK（时钟）连接到STM32的SPI时钟引脚，例如PA5。
MOSI（主设备数据输入）连接到STM32的SPI数据发送引脚，例如PA7。
MISO（主设备数据输出）连接到STM32的SPI数据接收引脚，例如PA6。
VCC连接到3.3V。
GND连接到地。

2. SPI初始化

在读写W25Q64之前，需要初始化STM32的SPI接口。以下是SPI初始化的典型步骤：

使能SPI和GPIO时钟。
配置SPI的MOSI、MISO和SCK引脚。
配置SPI的工作模式（主设备或从设备）、数据大小、时钟极性、时钟相位等。
使能SPI外设。

void SPI_Init(void) {GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure;// 使能SPI和GPIO时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_SPI1, ENABLE);// 配置SPI引脚GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);// 配置CS引脚GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);// 配置SPI参数SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High;SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_16;SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure);// 使能SPISPI_Cmd(SPI1, ENABLE);
}

3. W25Q64初始化

在SPI初始化完成后，接下来需要初始化W25Q64芯片。初始化过程包括发送设备ID指令、检查状态等。

void W25Q64_Init(void) {// 设置CS为高电平，取消片选GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4);// 读取W25Q64的ID，确保连接正确uint16_t id = W25Q64_ReadID();if (id != 0xEF14) {// ID不匹配，连接或配置错误while(1);}
}

4. 读写操作

W25Q64支持页编程和扇区擦除等操作。以下是读写的基本操作：

页编程：将数据写入W25Q64的指定页。
扇区擦除：擦除W25Q64的指定扇区，为后续的写入做准备。
读取数据：从W25Q64读取数据。

4.1 写使能

在执行写操作前，需要先发送写使能指令。

void W25Q64_WriteEnable(void) {// 发送写使能指令SPI_WriteByte(0x06);
}

4.2 页编程

将数据写入指定地址。

void W25Q64_PageProgram(uint32_t address, uint8_t *data, uint16_t length) {W25Q64_WriteEnable(); // 写使能SPI_CS_Low(); // 选中W25Q64SPI_WriteByte(0x02); // 发送页编程指令SPI_WriteByte(address >> 16);SPI_WriteByte(address >> 8);SPI_WriteByte(address);for (int i = 0; i < length; ++i) {SPI_WriteByte(data[i]);}SPI_CS_High(); // 取消片选// 等待写入完成...
}

4.3 扇区擦除

擦除指定地址的扇区。

void W25Q64_SectorErase(uint32_t address) {W25Q64_WriteEnable(); // 写使能SPI_CS_Low(); // 选中W25Q64SPI_WriteByte(0x20); // 发送扇区擦除指令SPI_WriteByte(address >> 16);SPI_WriteByte(address >> 8);SPI_WriteByte(address);SPI_CS_High(); // 取消片选// 等待擦除完成...
}

4.4 读取数据

从指定地址读取数据。

void W25Q64_ReadData(uint32_t address, uint8_t *buffer, uint16_t length) {SPI_CS_Low(); // 选中W25Q64SPI_WriteByte(0x03); // 发送读数据指令SPI_WriteByte(address >> 16);SPI_WriteByte(address >> 8);SPI_WriteByte(address);for (int i = 0; i < length; ++i) {buffer[i] = SPI_ReadByte();}SPI_CS_High(); // 取消片选
}

5. 测试示例

以下是测试W25Q64读写操作的示例代码：

int main(void) {// 初始化系统和外设SystemInit();SPI_Init();W25Q64_Init();// 测试数据uint8_t write_buffer[256] = {0};uint8_t read_buffer[256] = {0};for (int i = 0; i < 256; ++i) {write_buffer[i] = i;}// 擦除扇区并写入数据W25Q64_SectorErase(0);W25Q64_PageProgram(0, write_buffer, 256);// 读取数据并验证W25Q64_ReadData(0, read_buffer, 256);for (int i = 0; i < 256; ++i) {if (write_buffer[i] != read_buffer[i]) {// 数据不匹配，发生错误while(1);}}// 成功while(1);
}