概述

SPI是串行外设接口（Serial Peripheral Interface）的缩写，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，越来越多的芯片集成了这种通信协议，比如 EEPROM，FLASH，实时时钟，AD转换器。 W25Q128 是一款SPI接口的Flash芯片，其存储空间为 128Mbit，相当于16M字节。W25Q128可以支持 SPI 的模式 0 和模式 3，也就是 CPOL=0/CPHA=0 和CPOL=1/CPHA=1 这两种模式。

视频教学

完整代码下载

https://download.csdn.net/download/qq_24312945/85002437

硬件准备

首先需要准备一个开发板，这里我准备的是NUCLEO-F030R8的开发板：

Flash就是淘宝上SPI接口的W25Q128模块。

选择芯片型号

使用STM32CUBEMX选择芯片stm32f030r8，如下所示：

配置时钟源

HSE与LSE分别为外部高速时钟和低速时钟，在本文中使用内置的时钟源，故都选择Disable选项，如下所示：

配置时钟树

STM32F0的最高主频到48M，所以配置48即可：

串口配置

本次实验使用的串口1进行串口通信，波特率配置为115200。

开启DMA。中断。

SPI配置

本次实验使用的SPI与Flash通信，配置如下。 SPI的通信原理很简单，它以主从方式工作，这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备，需要至少4根线，事实上3根也可以（单向传输时）。也是所有基于SPI的设备共有的，它们是MISO（主设备数据输入）、MOSI（主设备数据输出）、SCLK（时钟）、CS（片选）。 （1）MISO– Master Input Slave Output,主设备数据输入，从设备数据输出； （2）MOSI– Master Output Slave Input，主设备数据输出，从设备数据输入； （3）SCLK – Serial Clock，时钟信号，由主设备产生； （4）CS – Chip Select，从设备使能信号，由主设备控制。

接线方式

负责通讯的3根线了。通讯是通过数据交换完成的，这里先要知道SPI是串行通讯协议，也就是说数据是一位一位的传输的。这就是SCLK时钟线存在的原因，由SCLK提供时钟脉冲，SDI，SDO则基于此脉冲完成数据传输。数据输出通过 SDO线，数据在时钟上升沿或下降沿时改变，在紧接着的下降沿或上升沿被读取。完成一位数据传输，输入也使用同样原理。因此，至少需要8次时钟信号的改变（上沿和下沿为一次），才能完成8位数据的传输。 时钟信号线SCLK只能由主设备控制，从设备不能控制。同样，在一个基于SPI的设备中，至少有一个主设备。这样的传输方式有一个优点，在数据位的传输过程中可以暂停，也就是时钟的周期可以为不等宽，因为时钟线由主设备控制，当没有时钟跳变时，从设备不采集或传送数据。SPI还是一个数据交换协议：因为SPI的数据输入和输出线独立，所以允许同时完成数据的输入和输出。芯片集成的SPI串行同步时钟极性和相位可以通过寄存器配置，IO模拟的SPI串行同步时钟需要根据从设备支持的时钟极性和相位来通讯。 最后，SPI接口的一个缺点：没有指定的流控制，没有应答机制确认是否接收到数据。其中，CS是从芯片是否被主芯片选中的控制信号，也就是说只有片选信号为预先规定的使能信号时（高电位或低电位），主芯片对此从芯片的操作才有效。这就使在同一条总线上连接多个SPI设备成为可能。 随便配置一个端口为CS片选，并且命名为CS。

生成工程设置

注意在生产工程设置中不能出现中文，不然会报错。

生成代码

配置keil

W25Q128的原理及应用

W25Q128将16M的容量分为256个块（Block),每个块大小为64K字节，每个块又分为16个扇区（Sector),每个扇区4K个字节。 W25Q128的最小擦除单位为一个扇区，也就是每次必须擦除4K个字节 。 芯片ID如下所示。

• 0XEF13,表示芯片型号为W25Q80

• 0XEF14,表示芯片型号为W25Q16

• 0XEF15,表示芯片型号为W25Q32

• 0XEF16,表示芯片型号为W25Q64

• 0XEF17,表示芯片型号为W25Q128

驱动代码

W25Qx.c

/*********************************************************************************************************

*

* File                : ws_W25Qx.c

* Hardware Environment: 

* Build Environment   : RealView MDK-ARM  Version: 4.20

* Version             : V1.0

* By                  : 

*

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*                                       http://www.waveshare.net

*                                          All Rights Reserved

*

*********************************************************************************************************/

#include "W25Qx.h"

/**

  * @brief  Initializes the W25Q128FV interface.

  * @retval None

  */

uint8_t BSP_W25Qx_Init(void)

{ 

    /* Reset W25Qxxx */

    BSP_W25Qx_Reset();

    return BSP_W25Qx_GetStatus();

}

/**

  * @brief  This function reset the W25Qx.

  * @retval None

  */

static void    BSP_W25Qx_Reset(void)

{

    uint8_t cmd[2] = {RESET_ENABLE_CMD,RESET_MEMORY_CMD};

    W25Qx_Enable();

    /* Send the reset command */

    HAL_SPI_Transmit(&hspi1, cmd, 2, W25Qx_TIMEOUT_VALUE);    

    W25Qx_Disable();

}

/**

  * @brief  Reads current status of the W25Q128FV.

  * @retval W25Q128FV memory status

  */

static uint8_t BSP_W25Qx_GetStatus(void)

{

    uint8_t cmd[] = {READ_STATUS_REG1_CMD};

    uint8_t status;

    W25Qx_Enable();

    /* Send the read status command */

    HAL_SPI_Transmit(&hspi1, cmd, 1, W25Qx_TIMEOUT_VALUE);    

    /* Reception of the data */

    HAL_SPI_Receive(&hspi1,&status, 1, W25Qx_TIMEOUT_VALUE);

    W25Qx_Disable();

    /* Check the value of the register */

  if((status & W25Q128FV_FSR_BUSY) != 0)

  {

    return W25Qx_BUSY;

  }

    else

    {

        return W25Qx_OK;

    }        

}

/**

  * @brief  This function send a Write Enable and wait it is effective.

  * @retval None

  */

uint8_t BSP_W25Qx_WriteEnable(void)

{

    uint8_t cmd[] = {WRITE_ENABLE_CMD};

    uint32_t tickstart = HAL_GetTick();

    /*Select the FLASH: Chip Select low */

    W25Qx_Enable();

    /* Send the read ID command */

    HAL_SPI_Transmit(&hspi1, cmd, 1, W25Qx_TIMEOUT_VALUE);    

    /*Deselect the FLASH: Chip Select high */

    W25Qx_Disable();

    /* Wait the end of Flash writing */

    while(BSP_W25Qx_GetStatus() == W25Qx_BUSY);

    {

        /* Check for the Timeout */

    if((HAL_GetTick() - tickstart) > W25Qx_TIMEOUT_VALUE)

    {        

            return W25Qx_TIMEOUT;

    }

    }

    return W25Qx_OK;

}

/**

  * @brief  Read Manufacture/Device ID.

    * @param  return value address

  * @retval None

  */

void BSP_W25Qx_Read_ID(uint8_t *ID)

{

    uint8_t cmd[4] = {READ_ID_CMD,0x00,0x00,0x00};

    W25Qx_Enable();

    /* Send the read ID command */

    HAL_SPI_Transmit(&hspi1, cmd, 4, W25Qx_TIMEOUT_VALUE);    

    /* Reception of the data */

    HAL_SPI_Receive(&hspi1,ID, 2, W25Qx_TIMEOUT_VALUE);

    W25Qx_Disable();

}

/**

  * @brief  Reads an amount of data from the QSPI memory.

  * @param  pData: Pointer to data to be read

  * @param  ReadAddr: Read start address

  * @param  Size: Size of data to read    

  * @retval QSPI memory status

  */

uint8_t BSP_W25Qx_Read(uint8_t* pData, uint32_t ReadAddr, uint32_t Size)

{

    uint8_t cmd[4];

    /* Configure the command */

    cmd[0] = READ_CMD;

    cmd[1] = (uint8_t)(ReadAddr >> 16);

    cmd[2] = (uint8_t)(ReadAddr >> 8);

    cmd[3] = (uint8_t)(ReadAddr);

    W25Qx_Enable();

    /* Send the read ID command */

    HAL_SPI_Transmit(&hspi1, cmd, 4, W25Qx_TIMEOUT_VALUE);    

    /* Reception of the data */

    if (HAL_SPI_Receive(&hspi1, pData,Size,W25Qx_TIMEOUT_VALUE) != HAL_OK)

  {

    return W25Qx_ERROR;

  }

    W25Qx_Disable();

    return W25Qx_OK;

}

/**

  * @brief  Writes an amount of data to the QSPI memory.

  * @param  pData: Pointer to data to be written

  * @param  WriteAddr: Write start address

  * @param  Size: Size of data to write,No more than 256byte.    

  * @retval QSPI memory status

  */

uint8_t BSP_W25Qx_Write(uint8_t* pData, uint32_t WriteAddr, uint32_t Size)

{

    uint8_t cmd[4];

    uint32_t end_addr, current_size, current_addr;

    uint32_t tickstart = HAL_GetTick();

    /* Calculation of the size between the write address and the end of the page */

  current_addr = 0;

  while (current_addr <= WriteAddr)

  {

    current_addr += W25Q128FV_PAGE_SIZE;

  }

  current_size = current_addr - WriteAddr;

  /* Check if the size of the data is less than the remaining place in the page */

  if (current_size > Size)

  {

    current_size = Size;

  }

  /* Initialize the adress variables */

  current_addr = WriteAddr;

  end_addr = WriteAddr + Size;

  /* Perform the write page by page */

  do

  {

        /* Configure the command */

        cmd[0] = PAGE_PROG_CMD;

        cmd[1] = (uint8_t)(current_addr >> 16);

        cmd[2] = (uint8_t)(current_addr >> 8);

        cmd[3] = (uint8_t)(current_addr);

        /* Enable write operations */

        BSP_W25Qx_WriteEnable();

        W25Qx_Enable();

    /* Send the command */

    if (HAL_SPI_Transmit(&hspi1,cmd, 4, W25Qx_TIMEOUT_VALUE) != HAL_OK)

    {

      return W25Qx_ERROR;

    }

    /* Transmission of the data */

    if (HAL_SPI_Transmit(&hspi1, pData,current_size, W25Qx_TIMEOUT_VALUE) != HAL_OK)

    {

      return W25Qx_ERROR;

    }

            W25Qx_Disable();

        /* Wait the end of Flash writing */

        while(BSP_W25Qx_GetStatus() == W25Qx_BUSY);

        {

            /* Check for the Timeout */

            if((HAL_GetTick() - tickstart) > W25Qx_TIMEOUT_VALUE)

            {        

                return W25Qx_TIMEOUT;

            }

        }

    /* Update the address and size variables for next page programming */

    current_addr += current_size;

    pData += current_size;

    current_size = ((current_addr + W25Q128FV_PAGE_SIZE) > end_addr) ? (end_addr - current_addr) : W25Q128FV_PAGE_SIZE;

  } while (current_addr < end_addr);

    return W25Qx_OK;

}

/**

  * @brief  Erases the specified block of the QSPI memory. 

  * @param  BlockAddress: Block address to erase  

  * @retval QSPI memory status