STM32使用HAL库模拟SPI方式驱动W25Q128存芯片

         ~~~~~~~~         代码已经实际测试通过，可直接使用，注意一点就是IO口的配置方式要跟我一样，还有一点就是W25Q128的HOLD和WP引脚我是直接通过IO的方式控制的，你也可以直接将这两个引脚接到3.3V，这样的话就可以不使用单片机的IO口控制了，节省单片机IO。

---

1、模拟SPI方式的IO配置

2、位带操作宏定义

//位带操作,实现51类似的GPIO控制功能
//具体实现思想,参考<>第五章(87页~92页).
//IO口操作宏定义
#define BITBAND(addr, bitnum) ((addr & 0xF0000000)+0x2000000+((addr &0xFFFFF)<<5)+(bitnum<<2)) 
#define MEM_ADDR(addr)  *((volatile unsigned long  *)(addr)) 
#define BIT_ADDR(addr, bitnum)   MEM_ADDR(BITBAND(addr, bitnum)) 
//IO口地址映射
#define GPIOA_ODR_Addr    (GPIOA_BASE+12) //0x4001080C 
#define GPIOB_ODR_Addr    (GPIOB_BASE+12) //0x40010C0C 
#define GPIOC_ODR_Addr    (GPIOC_BASE+12) //0x4001100C 
#define GPIOD_ODR_Addr    (GPIOD_BASE+12) //0x4001140C 
#define GPIOE_ODR_Addr    (GPIOE_BASE+12) //0x4001180C 
#define GPIOF_ODR_Addr    (GPIOF_BASE+12) //0x40011A0C    
#define GPIOG_ODR_Addr    (GPIOG_BASE+12) //0x40011E0C    

#define GPIOA_IDR_Addr    (GPIOA_BASE+8) //0x40010808 
#define GPIOB_IDR_Addr    (GPIOB_BASE+8) //0x40010C08 
#define GPIOC_IDR_Addr    (GPIOC_BASE+8) //0x40011008 
#define GPIOD_IDR_Addr    (GPIOD_BASE+8) //0x40011408 
#define GPIOE_IDR_Addr    (GPIOE_BASE+8) //0x40011808 
#define GPIOF_IDR_Addr    (GPIOF_BASE+8) //0x40011A08 
#define GPIOG_IDR_Addr    (GPIOG_BASE+8) //0x40011E08 
 
//IO口操作,只对单一的IO口!
//确保n的值小于16!
#define PAout(n)   BIT_ADDR(GPIOA_ODR_Addr,n)  //输出 
#define PAin(n)    BIT_ADDR(GPIOA_IDR_Addr,n)  //输入 

#define PBout(n)   BIT_ADDR(GPIOB_ODR_Addr,n)  //输出 
#define PBin(n)    BIT_ADDR(GPIOB_IDR_Addr,n)  //输入 

#define PCout(n)   BIT_ADDR(GPIOC_ODR_Addr,n)  //输出 
#define PCin(n)    BIT_ADDR(GPIOC_IDR_Addr,n)  //输入 

#define PDout(n)   BIT_ADDR(GPIOD_ODR_Addr,n)  //输出 
#define PDin(n)    BIT_ADDR(GPIOD_IDR_Addr,n)  //输入 

#define PEout(n)   BIT_ADDR(GPIOE_ODR_Addr,n)  //输出 
#define PEin(n)    BIT_ADDR(GPIOE_IDR_Addr,n)  //输入

#define PFout(n)   BIT_ADDR(GPIOF_ODR_Addr,n)  //输出 
#define PFin(n)    BIT_ADDR(GPIOF_IDR_Addr,n)  //输入

#define PGout(n)   BIT_ADDR(GPIOG_ODR_Addr,n)  //输出 
#define PGin(n)    BIT_ADDR(GPIOG_IDR_Addr,n)  //输入

3、HAL库的延时函数

void delay_us(uint32_t us)
{
    uint32_t delay = (HAL_RCC_GetHCLKFreq() / 4000000 * us);
    while (delay--)
    {
        ;
    }
}

void delay_ms(uint32_t nms)
{
	HAL_Delay(nms);
}

4、W25QXX代码实现

头文件

#ifndef __W25QXX_H
#define __W25QXX_H			    
#include "main.h"  

//W25X系列/Q系列芯片列表	   
//W25Q80  ID  0XEF13
//W25Q16  ID  0XEF14
//W25Q32  ID  0XEF15
//W25Q64  ID  0XEF16	
//W25Q128 ID  0XEF17	
#define W25Q80 	0XEF13 	
#define W25Q16 	0XEF14
#define W25Q32 	0XEF15
#define W25Q64 	0XEF16
#define W25Q128	0XEF17

extern uint16_t W25QXX_TYPE;					//定义W25QXX芯片型号		   

#define	W25QXX_CS        PCout(13)
#define	W25QXX_SCK       PCout(14)
#define	W25QXX_MISO      PAin(6)
#define	W25QXX_MOSI      PCout(15)

#define W25QXX_WP        PBout(13)
#define W25QXX_HOLD      PBout(14)

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// 
//指令表
#define W25X_WriteEnable		0x06 
#define W25X_WriteDisable		0x04 
#define W25X_ReadStatusReg		0x05 
#define W25X_WriteStatusReg		0x01 
#define W25X_ReadData			0x03 
#define W25X_FastReadData		0x0B 
#define W25X_FastReadDual		0x3B 
#define W25X_PageProgram		0x02 
#define W25X_BlockErase			0xD8 
#define W25X_SectorErase		0x20 
#define W25X_ChipErase			0xC7 
#define W25X_PowerDown			0xB9 
#define W25X_ReleasePowerDown	0xAB 
#define W25X_DeviceID			0xAB 
#define W25X_ManufactDeviceID	0x90 
#define W25X_JedecDeviceID		0x9F 

void W25QXX_Init(void);
uint16_t  W25QXX_ReadID(void);  	    		//读取FLASH ID
uint8_t	 W25QXX_ReadSR(void);        		//读取状态寄存器 
void W25QXX_Write_SR(uint8_t sr);  			//写状态寄存器
void W25QXX_Write_Enable(void);  		//写使能 
void W25QXX_Write_Disable(void);		//写保护
void W25QXX_Write_NoCheck(uint8_t* pBuffer,uint32_t WriteAddr,uint16_t NumByteToWrite);
void W25QXX_Read(uint8_t* pBuffer,uint32_t ReadAddr,uint16_t NumByteToRead);   //读取flash
void W25QXX_Write(uint8_t* pBuffer,uint32_t WriteAddr,uint16_t NumByteToWrite);//写入flash
void W25QXX_Erase_Chip(void);    	  	//整片擦除
void W25QXX_Erase_Sector(uint32_t Dst_Addr);	//扇区擦除
void W25QXX_Wait_Busy(void);           	//等待空闲
void W25QXX_PowerDown(void);        	//进入掉电模式
void W25QXX_WAKEUP(void);				//唤醒
#endif

源文件

#include 
#include "delay.h"
#include "w25qxx.h"

uint16_t W25QXX_TYPE = 0;

static uint8_t SPI_ReadWriteByte(uint8_t TxData)
{
    int i = 0;
    uint8_t RxData = 0;
    W25QXX_SCK = 0;
    for(i = 7; i >= 0; i--)
    {
        W25QXX_SCK = 0;
        if(TxData & (1 << i))
        {
            W25QXX_MOSI = 1;
        }
        else
        {
            W25QXX_MOSI = 0;
        }
        delay_us(1);
        W25QXX_SCK = 1;
        RxData <<= 1;
        RxData |= W25QXX_MISO;
        delay_us(1);
    }
    W25QXX_SCK = 0;
    return RxData;
}

//4Kbytes为一个Sector
//16个扇区为1个Block
//W25Q128
//容量为16M字节,共有128个Block,4096个Sector

//初始化SPI FLASH的IO口
void W25QXX_Init(void)
{
    W25QXX_WP   = 1;
    W25QXX_HOLD = 1;
    W25QXX_CS   = 0;  /* 拉低选中 */
    SPI_ReadWriteByte(0XFF);
    W25QXX_CS   = 1;  /* 拉高取消 */
    W25QXX_SCK  = 0;  /* 时钟空闲为低电平 */
    W25QXX_TYPE=W25QXX_ReadID();//读取FLASH ID.
}

//读取W25QXX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
uint8_t W25QXX_ReadSR(void)
{
    uint8_t byte=0;
    W25QXX_CS=0;                            //使能器件
    SPI_ReadWriteByte(W25X_ReadStatusReg); //发送读取状态寄存器命令
    byte=SPI_ReadWriteByte(0Xff);          //读取一个字节
    W25QXX_CS=1;                            //取消片选
    return byte;
}
//写W25QXX状态寄存器
//只有SPR,TB,BP2,BP1,BP0(bit 7,5,4,3,2)可以写!!!
void W25QXX_Write_SR(uint8_t sr)
{
    W25QXX_CS=0;                            //使能器件
    SPI_ReadWriteByte(W25X_WriteStatusReg);//发送写取状态寄存器命令
    SPI_ReadWriteByte(sr);               	//写入一个字节
    W25QXX_CS=1;                            //取消片选
}
//W25QXX写使能
//将WEL置位
void W25QXX_Write_Enable(void)
{
    W25QXX_CS=0;                          	//使能器件
    SPI_ReadWriteByte(W25X_WriteEnable); 	//发送写使能
    W25QXX_CS=1;                           	//取消片选
}
//W25QXX写禁止
//将WEL清零
void W25QXX_Write_Disable(void)
{
    W25QXX_CS=0;                            //使能器件
    SPI_ReadWriteByte(W25X_WriteDisable);  //发送写禁止指令
    W25QXX_CS=1;                            //取消片选
}
//读取芯片ID
//返回值如下:
//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
uint16_t W25QXX_ReadID(void)
{
    uint16_t Temp = 0;
    W25QXX_CS=0;
    SPI_ReadWriteByte(0x90);//发送读取ID命令
    SPI_ReadWriteByte(0x00);
    SPI_ReadWriteByte(0x00);
    SPI_ReadWriteByte(0x00);
    Temp|=SPI_ReadWriteByte(0xFF)<<8;
    Temp|=SPI_ReadWriteByte(0xFF);
    W25QXX_CS=1;
    return Temp;
}
//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 W25QXX_Read(uint8_t* pBuffer,uint32_t ReadAddr,uint16_t NumByteToRead)
{
    uint16_t i;
    W25QXX_CS=0;                            	//使能器件
    SPI_ReadWriteByte(W25X_ReadData);         	//发送读取命令
    SPI_ReadWriteByte((uint8_t)((ReadAddr)>>16));  	//发送24bit地址
    SPI_ReadWriteByte((uint8_t)((ReadAddr)>>8));
    SPI_ReadWriteByte((uint8_t)ReadAddr);
    for(i=0; i<NumByteToRead; i++)
    {
        pBuffer[i]=SPI_ReadWriteByte(0XFF);   	//循环读数
    }
    W25QXX_CS=1;
}
//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 W25QXX_Write_Page(uint8_t* pBuffer,uint32_t WriteAddr,uint16_t NumByteToWrite)
{
    uint16_t i;
    W25QXX_Write_Enable();                  	//SET WEL
    W25QXX_CS=0;                            	//使能器件
    SPI_ReadWriteByte(W25X_PageProgram);      	//发送写页命令
    SPI_ReadWriteByte((uint8_t)((WriteAddr)>>16)); 	//发送24bit地址
    SPI_ReadWriteByte((uint8_t)((WriteAddr)>>8));
    SPI_ReadWriteByte((uint8_t)WriteAddr);
    for(i=0; i<NumByteToWrite; i++)SPI_ReadWriteByte(pBuffer[i]); //循环写数
    W25QXX_CS=1;                            	//取消片选
    W25QXX_Wait_Busy();					   		//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 W25QXX_Write_NoCheck(uint8_t* pBuffer,uint32_t WriteAddr,uint16_t NumByteToWrite)
{
    uint16_t 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)
    {
        W25QXX_Write_Page(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)
uint8_t W25QXX_BUFFER[4096];
void W25QXX_Write(uint8_t* pBuffer,uint32_t WriteAddr,uint16_t NumByteToWrite)
{
    uint32_t secpos;
    uint16_t secoff;
    uint16_t secremain;
    uint16_t i;
    uint8_t * W25QXX_BUF;
    W25QXX_BUF=W25QXX_BUFFER;
    secpos=WriteAddr/4096;//扇区地址
    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)
    {
        W25QXX_Read(W25QXX_BUF,secpos*4096,4096);//读出整个扇区的内容
        for(i=0; i<secremain; i++) //校验数据
        {
            if(W25QXX_BUF[secoff+i]!=0XFF)break;//需要擦除
        }
        if(i<secremain)//需要擦除
        {
            W25QXX_Erase_Sector(secpos);		//擦除这个扇区
            for(i=0; i<secremain; i++)	   		//复制
            {
                W25QXX_BUF[i+secoff]=pBuffer[i];
            }
            W25QXX_Write_NoCheck(W25QXX_BUF,secpos*4096,4096);//写入整个扇区

        }
        else W25QXX_Write_NoCheck(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
//等待时间超长...
void W25QXX_Erase_Chip(void)
{
    W25QXX_Write_Enable();                 	 	//SET WEL
    W25QXX_Wait_Busy();
    W25QXX_CS=0;                            	//使能器件
    SPI_ReadWriteByte(W25X_ChipErase);        	//发送片擦除命令
    W25QXX_CS=1;                            	//取消片选
    W25QXX_Wait_Busy();   				   		//等待芯片擦除结束
}
//擦除一个扇区
//Dst_Addr:扇区地址 根据实际容量设置
//擦除一个山区的最少时间:150ms
void W25QXX_Erase_Sector(uint32_t Dst_Addr)
{
    //监视falsh擦除情况,测试用
    Dst_Addr*=4096;
    W25QXX_Write_Enable();                  	//SET WEL
    W25QXX_Wait_Busy();
    W25QXX_CS=0;                            	//使能器件
    SPI_ReadWriteByte(W25X_SectorErase);      	//发送扇区擦除指令
    SPI_ReadWriteByte((uint8_t)((Dst_Addr)>>16));  	//发送24bit地址
    SPI_ReadWriteByte((uint8_t)((Dst_Addr)>>8));
    SPI_ReadWriteByte((uint8_t)Dst_Addr);
    W25QXX_CS=1;                            	//取消片选
    W25QXX_Wait_Busy();   				   		//等待擦除完成
}
//等待空闲
void W25QXX_Wait_Busy(void)
{
    while((W25QXX_ReadSR()&0x01)==0x01);  		// 等待BUSY位清空
}
//进入掉电模式
void W25QXX_PowerDown(void)
{
    W25QXX_CS=0;                           	 	//使能器件
    SPI_ReadWriteByte(W25X_PowerDown);        //发送掉电命令
    W25QXX_CS=1;                            	//取消片选
    delay_us(3);                               //等待TPD
}
//唤醒
void W25QXX_WAKEUP(void)
{
    W25QXX_CS=0;                            	//使能器件
    SPI_ReadWriteByte(W25X_ReleasePowerDown);	//  send W25X_PowerDown command 0xAB
    W25QXX_CS=1;                            	//取消片选
    delay_us(3);                            	//等待TRES1
}