【雕爷学编程】Arduino动手做（50）---W25Q64存储模块
37款传感器与模块的提法，在网络上广泛流传，其实Arduino能够兼容的传感器模块肯定是不止37种的。鉴于本人手头积累了一些传感器和模块，依照实践（动手试试）出真知的理念，以学习和交流为目的，这里准备逐一做做实验，不管能否成功，都会记录下来---小小的进步或是搞不掂的问题，希望能够抛砖引玉。
【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料+代码+图形+仿真）
实验五十：W25Q64 64Mbit FLASH外扩存储模块 （DataFlash SPI接口 ）
W25X64
该系列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）。
SPI总线
SPI，是英语Serial Peripheral Interface的缩写，顾名思义就是串行外围设备接口。SPI，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，现在越来越多的芯片集成了这种通信协议。SPI是一个环形总线结构，由ss(cs)、sck、sdi、sdo构成，其时序其实很简单，主要是在sck的控制下，两个双向移位寄存器进行数据交换。上升沿发送、下降沿接收、高位先发送。上升沿到来的时候，sdo上的电平将被发送到从设备的寄存器中。下降沿到来的时候，sdi上的电平将被接收到主设备的寄存器中。
SPI总线是Motorola公司推出的三线同步接口，同步串行3线方式进行通信:一条时钟线SCK，一条数据输入线MOSI，一条数据输出线MISO;用于 CPU与各种外围器件进行全双工、同步串行通讯。SPI主要特点有:可以同时发出和接收串行数据;可以当作主机或从机工作;提供频率可编程时钟;发送结束中断标志;写冲突保护;总线竞争保护等。
SPI 数据速率一般在1到70MHz的范围内，字长为从8位及12位到这两个值的倍数。数据传输一般由数据交换构成。在主控制器向从设备发送数据时，从设备也向主控制器发送数据。因此主控制器的内部移位寄存器和从设备都采用环形设置。在数据交换之前，主控制器和从设备会将存储器数据加载至它们的内部移位寄存器。收到时钟信号后，主控制器先通过MOSI线路时钟输出其移位寄存器的MSB。同时从设备会读取位于SIMO的主控器第一位元，将其存储在存储器中，然后通过SOMI时钟输出其MSB。主控制器可读取位于MISO的从设备第一位元，并将其存储在存储器中，以便后续处理。整个过程将一直持续到所有位元完成交换，而主控器则可让时钟空闲并通过/SS 禁用从设备。
在 SPI 中，主控制器可与单个或多个从设备通信。如果是一个单从设备，从设备选择信号可连接至从设备的本地接地电位，实现永久接入。对使用多个从设备的应用，可使用两种配置：独立从设备与菊花链从设备。要与从设备单独通信，主控制器必须提供多重从设备选择信号。该配置通常用于必须单独访问多个模数转换器 (ADC) 及数模转换器 (DAC) 的数据采集系统中。菊花链从设备只需要主控制器提供一个从设备选择信号，因为这种配置要求所有从设备同时启用，以确保数据不间断地流经该链路中的所有移位寄存器。典型应用是工业 I/O 模块中的级联多通道输入串行器与输出驱动器。注意，菊花链连接不一定适用于所有的SPI设备，特别是要求多字节传输的（比如存储器芯片）设备。另外，要对外设芯片的数据表进行仔细分析，确定能对它做什么而不能做什么。如果芯片的数据表中没有明确提到菊花链连接，那么该芯片不支持这种连接的几率为50%。
W25Q64FWSSIG参数
功能数量 1 端子数量 8
最大工作温度 85 Cel
最小工作温度 -40 Cel
最大供电/工作电压 1.95 V
最小供电/工作电压 1.65 V
额定供电电压 1.8 V
最大时钟频率 104 MHz
加工封装描述 0.208 INCH, GREEN, SOIC-8 状态 ACTIVE 工艺 CMOS
包装形状 SQUARE
包装尺寸 SMALL OUTLINE
表面贴装 Yes
端子形式 GULL WING
端子间距 1.27 mm
端子位置 DUAL
包装材料 PLASTIC/EPOXY
温度等级 INDUSTRIAL
内存宽度 1 组织 64M X 1
存储密度 6.41E7 deg
操作模式 SYNCHRONOUS
位数 6.41E7 words
位数 64M
内存IC类型 FLASH 1.8V PROM
串行并行 SERIAL
W25Q64引脚
CS：CS为片选管脚，低电平有效。上电之后，在执行一条新的指令之前，必须让/CS管脚先有一个下降沿。
DO（MISO）：DO为串行数据输出引脚，在CLK（串行时钟）管脚的下降沿输出数据。
WP：WP为写保护管脚，有效电平为低电平。高电平可读可写，低电平仅仅可读。
DI（MOSI）：DI为串行数据输入引脚，数据、地址和命令从DI引脚输入到芯片内部，在CLK（串行时钟）管脚的上升沿捕获捕获数据。
CLK（SLCK）：CLK为串行时钟引脚。SPI时钟引脚，为输入输出提供时钟脉冲。
HOLD：HOLD为保持管脚，低电平有效。当CS为低电平，并且把HOLD拉低时，数据输出管脚将保持高阻态，并且会忽略数据输入管脚和时钟管脚上的信号。把HOLD管脚拉高，器件恢复正常工作。
VCC:电源2.7V~3.6V。
GND：地。
W25Q64内部框架图
W25Q64操作原理
通过SPI接口，用标准的SPI协议发送相应指令给flash，然后flash根据命令进行各种相关操作。
W25Q64常用操作命令
模块电原理图
模块接口定义
CS：为片选信号脚---D10
DI（MOSI）：为串行数据输入引脚----D11
DO（MISO）：为串行数据输出引脚---D12
CLK（SLCK）：SPI总线---D13
VCC: 电源3.3V
GND：接地
/*
【Arduino】168种传感器模块系列实验（50）
实验五十：W25Q64 64Mbit FLASH外扩存储模块 （SPI接口 ）
Arduino 的 uno 引脚
CS----------10
MOSI（DI）---11
MISO（DO）---12
CLK---------13
VCC 3.3V
*/
#include <SerialFlash.h>
#include <SPI.h>
// 文件大小
#define FSIZE 256
// 文件名
const char *filename = "Eagler8.txt";
// 文件内容
const char *contents = "The groundbreaking Intel Curie module expands the possibilities of what tech can do.";
// 片选引脚
const int FlashChipSelect = 10;
void setup() {
Serial.begin(9600);
while (!Serial) ;
delay(500);
// 初始化SPI Flash芯片
SerialFlash.begin(FlashChipSelect);
// 如果文件已存在，则输出提示
// 如果文件不存在，则创建文件并写入
if(SerialFlash.exists(filename)) {
Serial.println("File " + String(filename) + " already exists");
}
else {
Serial.println("Creating file " + String(filename));
SerialFlash.create(filename, FSIZE);
// 新建SerialFlashFile对象用于文件操作
SerialFlashFile file;
file = SerialFlash.open(filename);
file.write(contents, strlen(contents) + 1);
Serial.println("String \"" + String(contents) + "\" written to file " + String(filename));
}
}
void loop() {
}
