STM32驱动W25X64存储器
W25X64 是华邦公司推出的大容量
SPI FLASH 产品，W25X64 的容量为 64Mbit(8M)，该系列还有 W25Q80/16/32 等。W25X16,W25X32,W25X64分别有8192,16384,32768个可编程页,每页256字节,用扇区擦除指令每次可以擦除16页,用块擦除指令每次可以擦除256页,用整片擦除指令既可以擦除整个芯片,W25X16,W25X32,W25X64分别有512,1024,2048个可擦除扇区,或者32,64,128个可擦除的块
W25Q64 的擦写周期多达 10W 次，具有 20 年的数据保存期限，支持电压为 2.7~3.6V，
W25Q64 支持标准的 SPI，还支持双输出/四输出的 SPI，最大 SPI 时钟可以到 80Mhz（双输出
时相当于 160Mhz，四输出时相当于 320M）
引脚一般如下
其中CS DO SIO VCC GND都是SPI通讯引脚
HOLD是防误操作引脚,该脚为低时,忽略一切外部指令
wp为保护引脚,该脚为低,数据无法擦除修改
对W25X64的写入读出都伴随着指令,指令集如下
有一个很重要的寄存器是状态寄存器,在对flash写入的时候一定要对状态寄存器查看一下
busy:只读,当flash内部正在进行操作的时候,这一位自动变为1,当该位为1的时候,除了读状态指令,不响应任何指令
wel:写保护位,只读,当芯片处于写保护状态的时候,该位为0,所以当要对芯片进行操作的时候一定要查看这一位,否则无法写入,该位在掉电后,写禁能,页编程,扇区擦除,芯片擦除以及写状态寄存器特定值之后会变为0,执行写使能命令之后会变成1
其他状态寄存器
另外,芯片初始化自检的时候需要读取ID,用于设备识别,id寄存器如下
代码如下
#ifndef __FLASH_H #define __FLASH_H #include "spi.h" #include "delay.h" #include "ioremap.h" //W25X系列/Q系列芯片列表 //W25Q80 ID 0XEF13 //W25Q16 ID 0XEF14 //W25Q32 ID 0XEF15 //W25Q32 ID 0XEF16 #define W25Q80 0XEF13 #define W25Q16 0XEF14 #define W25Q32 0XEF15 #define W25Q64 0XEF16 extern u16 SPI_FLASH_TYPE;//定义我们使用的flash芯片型号 #define SPI_FLASH_CS PBout(12) //选中FLASH //////////////////////////////////////////////////////////////////////////// //指令表 #define W25X_WriteEnable 0x06 //写使能 #define W25X_WriteDisable 0x04 //写禁止 #define W25X_ReadStatusReg 0x05 //读状态寄存器 #define W25X_WriteStatusReg 0x01 //写状态寄存器 #define W25X_ReadData 0x03 //读数据 #define W25X_FastReadData 0x0B //快速读数据 #define W25X_FastReadDual 0x3B //快速异步读数据 #define W25X_PageProgram 0x02 //页编程 #define W25X_BlockErase 0xD8 //块擦除 #define W25X_SectorErase 0x20 //扇区擦除 #define W25X_ChipErase 0xC7 //片擦除 #define W25X_PowerDown 0xB9 //关机 #define W25X_ReleasePowerDown 0xAB //释放关机 #define W25X_DeviceID 0xAB //读取设备ID #define W25X_ManufactDeviceID 0x90 // #define W25X_JedecDeviceID 0x9F // void SpiFlashInit(void); u16 SpiFlashReadID(void); //读取FLASH ID u8 SpiFlashReadSR(void); //读取状态寄存器 void SpiFlashWriteSR(u8 sr); //写状态寄存器 void SpiFlashWriteEnable(void); //写使能 void SpiFlashWriteDisable(void); //写保护 void SpiFlashWriteNoCheck(u8* pBuffer,u32 WriteAddr,u16 NumByteToWrite); void SpiFlashRead(u8* pBuffer,u32 ReadAddr,u16 NumByteToRead); //读取flash void SpiFlashWrite(u8* pBuffer,u32 WriteAddr,u16 NumByteToWrite);//写入flash void SpiFlashEraseChip(void); //整片擦除 void SpiFlashEraseSector(u32 Dst_Addr);//扇区擦除 void SpiFlashWaitBusy(void); //等待空闲 void SpiFlashPowerDown(void); //进入掉电模式 void SpiFlashWakeUp(void); //唤醒 u8 SpiFlashCheck(void); //flash检测 #endif
#include "flash.h"
u16 SPI_FLASH_TYPE=W25Q64;//默认就是25Q64
//4Kbytes为一个Sector
//16个扇区为1个Block
//W25X16
//容量为2M字节,共有32个Block,512个Sector
//初始化SPI FLASH的IO口
void SpiFlashInit(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_GPIOD|RCC_APB2Periph_GPIOG, ENABLE );//PORTB时钟使能
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12; // PB12 推挽
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_12);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2; // PD2 推挽
GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);
GPIO_SetBits(GPIOD,GPIO_Pin_2);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7; // PG7 推挽
GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);
GPIO_SetBits(GPIOG,GPIO_Pin_7);
Spi2Init(); //初始化SPI
Spi2SetSpeed(SPI_BaudRatePrescaler_2);//设置为18M时钟,高速模式
SPI_FLASH_TYPE=SpiFlashReadID();//读取FLASH ID.
}
//读取SPI_FLASH的状态寄存器
//BIT7 6 5 4 3 2 1 0
//SPR RV TB BP2 BP1 BP0 WEL BUSY
//SPR:默认0,状态寄存器保护位,配合WP使用
//TB,BP2,BP1,BP0:FLASH区域写保护设置
//WEL:写使能锁定
//BUSY:忙标记位(1,忙;0,空闲)
//默认:0x00
u8 SpiFlashReadSR(void)
{
u8 byte=0;
SPI_FLASH_CS=0; //使能器件
Spi2ReadWriteByte(W25X_ReadStatusReg); //发送读取状态寄存器命令
byte=Spi2ReadWriteByte(0Xff); //读取一个字节
SPI_FLASH_CS=1; //取消片选
return byte;
}
//写SPI_FLASH状态寄存器
//只有SPR,TB,BP2,BP1,BP0(bit 7,5,4,3,2)可以写!!!
void SpiFlashWriteSR(u8 sr)
{
SPI_FLASH_CS=0; //使能器件
Spi2ReadWriteByte(W25X_WriteStatusReg); //发送写取状态寄存器命令
Spi2ReadWriteByte(sr); //写入一个字节
SPI_FLASH_CS=1; //取消片选
}
//SPI_FLASH写使能
//将WEL置位
void SpiFlashWriteEnable(void)
{
SPI_FLASH_CS=0; //使能器件
Spi2ReadWriteByte(W25X_WriteEnable); //发送写使能
SPI_FLASH_CS=1; //取消片选
}
//SPI_FLASH写禁止
//将WEL清零
void SpiFlashWriteDisable(void)
{
SPI_FLASH_CS=0; //使能器件
Spi2ReadWriteByte(W25X_WriteDisable); //发送写禁止指令
SPI_FLASH_CS=1; //取消片选
}
//读取芯片ID W25X16的ID:0XEF14
u16 SpiFlashReadID(void)
{
u16 Temp = 0;
SPI_FLASH_CS=0;
Spi2ReadWriteByte(0x90);//发送读取ID命令
Spi2ReadWriteByte(0x00);
Spi2ReadWriteByte(0x00);
Spi2ReadWriteByte(0x00);
Temp|=Spi2ReadWriteByte(0xFF)<<8;
Temp|=Spi2ReadWriteByte(0xFF);
SPI_FLASH_CS=1;
return Temp;
}
//flash检测 检测到返回0 失败返回1
u8 SpiFlashCheck(void)
{
u16 flashId = 0;
flashId = SpiFlashReadID();
if(flashId == W25Q64)
return 0;
else
return 1;
}
//读取SPI FLASH
//在指定地址开始读取指定长度的数据
//pBuffer:数据存储区
//ReadAddr:开始读取的地址(24bit)
//NumByteToRead:要读取的字节数(最大65535)
void SpiFlashRead(u8* pBuffer,u32 ReadAddr,u16 NumByteToRead)
{
u16 i;
SPI_FLASH_CS=0; //使能器件
Spi2ReadWriteByte(W25X_ReadData); //发送读取命令
Spi2ReadWriteByte((u8)((ReadAddr)>>16)); //发送24bit地址
Spi2ReadWriteByte((u8)((ReadAddr)>>8));
Spi2ReadWriteByte((u8)ReadAddr);
for(i=0;i<NumByteToRead;i++)
{
pBuffer[i]=Spi2ReadWriteByte(0XFF); //循环读数
}
SPI_FLASH_CS=1; //取消片选
}
//SPI在一页(0~65535)内写入少于256个字节的数据
//在指定地址开始写入最大256字节的数据
//pBuffer:数据存储区
//WriteAddr:开始写入的地址(24bit)
//NumByteToWrite:要写入的字节数(最大256),该数不应该超过该页的剩余字节数!!!
void SPIFlashWritePage(u8* pBuffer,u32 WriteAddr,u16 NumByteToWrite)
{
u16 i;
SpiFlashWriteEnable(); //SET WEL
SPI_FLASH_CS=0; //使能器件
Spi2ReadWriteByte(W25X_PageProgram); //发送写页命令
Spi2ReadWriteByte((u8)((WriteAddr)>>16)); //发送24bit地址
Spi2ReadWriteByte((u8)((WriteAddr)>>8));
Spi2ReadWriteByte((u8)WriteAddr);
for(i=0;i<NumByteToWrite;i++)Spi2ReadWriteByte(pBuffer[i]);//循环写数
SPI_FLASH_CS=1; //取消片选
SpiFlashWaitBusy(); //等待写入结束
}
//无检验写SPI FLASH
//必须确保所写的地址范围内的数据全部为0XFF,否则在非0XFF处写入的数据将失败!
//具有自动换页功能
//在指定地址开始写入指定长度的数据,但是要确保地址不越界!
//pBuffer:数据存储区
//WriteAddr:开始写入的地址(24bit)
//NumByteToWrite:要写入的字节数(最大65535)
//CHECK OK
void SpiFlashWriteNoCheck(u8* pBuffer,u32 WriteAddr,u16 NumByteToWrite)
{
u16 pageremain;
pageremain=256-WriteAddr%256; //单页剩余的字节数
if(NumByteToWrite<=pageremain)pageremain=NumByteToWrite;//不大于256个字节
while(1)
{
SPIFlashWritePage(pBuffer,WriteAddr,pageremain);
if(NumByteToWrite==pageremain)break;//写入结束了
else //NumByteToWrite>pageremain
{
pBuffer+=pageremain;
WriteAddr+=pageremain;
NumByteToWrite-=pageremain; //减去已经写入了的字节数
if(NumByteToWrite>256)pageremain=256; //一次可以写入256个字节
else pageremain=NumByteToWrite; //不够256个字节了
}
};
}
//写SPI FLASH
//在指定地址开始写入指定长度的数据
//该函数带擦除操作!
//pBuffer:数据存储区
//WriteAddr:开始写入的地址(24bit)
//NumByteToWrite:要写入的字节数(最大65535)
u8 SPI_FLASH_BUF[4096];
void SpiFlashWrite(u8* pBuffer,u32 WriteAddr,u16 NumByteToWrite)
{
u32 secpos;
u16 secoff;
u16 secremain;
u16 i;
secpos=WriteAddr/4096;//扇区地址 0~511 for w25x16
secoff=WriteAddr%4096;//在扇区内的偏移
secremain=4096-secoff;//扇区剩余空间大小
if(NumByteToWrite<=secremain)secremain=NumByteToWrite;//不大于4096个字节
while(1)
{
SpiFlashRead(SPI_FLASH_BUF,secpos*4096,4096);//读出整个扇区的内容
for(i=0;i<secremain;i++)//校验数据
{
if(SPI_FLASH_BUF[secoff+i]!=0XFF)break;//需要擦除
}
if(i<secremain)//需要擦除
{
SpiFlashEraseSector(secpos);//擦除这个扇区
for(i=0;i<secremain;i++) //复制
{
SPI_FLASH_BUF[i+secoff]=pBuffer[i];
}
SpiFlashWriteNoCheck(SPI_FLASH_BUF,secpos*4096,4096);//写入整个扇区
}else SpiFlashWriteNoCheck(pBuffer,WriteAddr,secremain);//写已经擦除了的,直接写入扇区剩余区间.
if(NumByteToWrite==secremain)break;//写入结束了
else//写入未结束
{
secpos++;//扇区地址增1
secoff=0;//偏移位置为0
pBuffer+=secremain; //指针偏移
WriteAddr+=secremain;//写地址偏移
NumByteToWrite-=secremain; //字节数递减
if(NumByteToWrite>4096)secremain=4096; //下一个扇区还是写不完
else secremain=NumByteToWrite; //下一个扇区可以写完了
}
};
}
//擦除整个芯片
//整片擦除时间:
//W25X16:25s
//W25X32:40s
//W25X64:40s
//等待时间超长...
void SpiFlashEraseChip(void)
{
SpiFlashWriteEnable(); //SET WEL
SpiFlashWaitBusy();
SPI_FLASH_CS=0; //使能器件
Spi2ReadWriteByte(W25X_ChipErase); //发送片擦除命令
SPI_FLASH_CS=1; //取消片选
SpiFlashWaitBusy(); //等待芯片擦除结束
}
//擦除一个扇区
//Dst_Addr:扇区地址 0~511 for w25x16
//擦除一个山区的最少时间:150ms
void SpiFlashEraseSector(u32 Dst_Addr)
{
Dst_Addr*=4096;
SpiFlashWriteEnable(); //SET WEL
SpiFlashWaitBusy();
SPI_FLASH_CS=0; //使能器件
Spi2ReadWriteByte(W25X_SectorErase); //发送扇区擦除指令
Spi2ReadWriteByte((u8)((Dst_Addr)>>16)); //发送24bit地址
Spi2ReadWriteByte((u8)((Dst_Addr)>>8));
Spi2ReadWriteByte((u8)Dst_Addr);
SPI_FLASH_CS=1; //取消片选
SpiFlashWaitBusy(); //等待擦除完成
}
//等待空闲
void SpiFlashWaitBusy(void)
{
while ((SpiFlashReadSR()&0x01)==0x01); // 等待BUSY位清空
}
//进入掉电模式
void SpiFlashPowerDown(void)
{
SPI_FLASH_CS=0; //使能器件
Spi2ReadWriteByte(W25X_PowerDown); //发送掉电命令
SPI_FLASH_CS=1; //取消片选
DelayMs(3); //等待TPD
}
//唤醒
void SpiFlashWakeUp(void)
{
SPI_FLASH_CS=0; //使能器件
Spi2ReadWriteByte(W25X_ReleasePowerDown); // send W25X_PowerDown command 0xAB
SPI_FLASH_CS=1; //取消片选
DelayMs(3); //等待TRES1
}
SPI偽字节在一般意义上就是指发送0XFF,是为了给设备提供处理时钟.
