学习日记——W25Q64 FLASH—QSPI

W25Q64串行FLASH基础知识

大小：8M（Byte）（128块（Block），每块64K字节，每块16个扇区（Sector），每个扇区4K字 节，每个扇区16页，每页256个字节）
特点：Flash芯片内的数据只能由1变0，不能由0变1。
W25Q64Flash工作方式：
1）W25Q64 SPI数据传输时序 W25Q64支持SPI数据传输时序模式0（CPOL = 0、CPHA = 0）和模式3（CPOL = 1、CPHA = 1）， 模式0和模式3主要区别是当SPI主机硬件接口处于空闲状态时，SCLK的电平状态是高电平或者是 低电平。对于模式0来说，SCLK处于低电平；对于模式3来说，SCLK处于高电平。不过，在这两种 模式下，芯片都是在SCLK的上升沿采集输入数据，下降沿输出数据。
2）W25Q64数据格式 W25Q64数据格式为数据长度8位大小，先发高位，再发低位。 3）W25Q64传输速度 W25Q64在标准模式下支持80M bit/s速度，快速模式下支持160M bit/s速度，高速模式下支持 320M bit/s速度。

查看串行FLASH芯片

CE：CE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/CE管脚先有 一个下降沿。
SO（MISO）：SO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。 SI（MOSI）：SI为串行数据输入引脚，数据、地址和命令从SI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CE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。
① 写使能：06H
② 读状态寄存器指令：05H
③ 写状态寄存器指令：01H
④ 读数据：03H ⑤ 页写：02H
⑥ 扇区擦除指令：20H
⑦ 块擦除指令：D8H
⑧ 芯片擦除指令：07H
⑨ 掉电指令：B9H
⑩ 读ID指令：90H

QSPI基础知识

QSPI是Quad SPI的简写，是Motorola公司推出的SPI接口的扩展，比SPI应用更加广泛。在SPI协议的基础上，Motorola公司对其功能进行了增强，增加了队列传输机制，推出了队列串行外围接口协议（即QSPI协议）。QSPI 是一种专用的通信接口，连接单、 双或四（条数据线） SPI Flash 存储介质。
该接口可以在以下三种模式下工作：
间接模式：使用 QSPI 寄存器执行全部操作
状态轮询模式：周期性读取外部 Flash 状态寄存器，而且标志位置 1 时会产生中断 （如擦除或烧写完成，会产生中断）
内存映射模式：外部 Flash 映射到微控制器地址空间，从而系统将其视作内部存储器采用双闪存模式时，将同时访问两个 Quad-SPI Flash，吞吐量和容量均可提高二倍。

QSPI功能简介

• QSPI 可以使用 6 个信号连接Flash，分别是四个数据线BK1_IO0~BK1_IO3，一个时钟输出CLK， 一个片选输出（低电平有效）BK1_nCS，
它们的作用介绍如下：
• BK1_nCS：片选输出（低电平有效），适用于 FLASH 1。如果 QSPI 始终在双闪存模式下工作， 则其也可用于 FLASH 2从设备选择信号线。QSPI通讯以BK1_nCS线置低电平为开始信号，以 BK1_nCS线被拉高作为结束信号。
• CLK：时钟输出，适用于两个存储器，用于通讯数据同步。它由通讯主机产生，决定了通讯的 速率，不同的设备支持的最高时钟频率不一样，如STM32的QSPI时钟频率最大为fpclk/2，两个 设备之间通讯时，通讯速率受限于低速设备。
• BK1_IO0：在双线 / 四线模式中为双向 IO，单线模式中为串行输出适用于FLASH 1。
• BK1_IO1：在双线 / 四线模式中为双向 IO，单线模式中为串行输入适用于FLASH 1。
• BK1_IO2：在四线模式中为双向 IO，适用于 FLASH 1。
• BK1_IO3：在四线模式中为双向 IO，适用于 FLASH 1。

查看引脚

① QUADSPI_BK1_IO1为PB0引脚
② QUADSPI_BK1_IO0为PB1引脚
③ QUADSPI_CLK为PB10引脚
④ QUADSPI_BK1_NCS为PB11引脚
⑤ LED为PC13引脚
⑥ UART1发送为PA9引脚
⑦ UART1接收为PA10引脚
⑧ 按键KEY1为PB2引脚
⑨ 按键KEY2为PB3引脚

配置引脚

配置时钟

采用内部时钟（默认）配置系统时钟最高80MHZ

配置QSPI

//预分频因子
//FIFO中的阀值
//采样移位
//Flash大小
//片选高电平时间
//时钟模式

生成QSPI工程

1、自定义工程名称。
2、选择英文路径，否则会丢 失启动文件而无法编译通过， 需要手动添加启动文件： startup_stm32l431xx.s
3、选择MDK-ARM V5开发软件， 即KEIL5软件。

代码编写说明

1、移植QSPI驱动。
2、按键KEY1按下时，擦除一个扇区，并在一个位置写入数据1。
3、按键KEY2按下时，擦除相同扇区，并在另一个位置写入数据2。
4、按复位键，查看两个位置写入的数据。
调用函数：
1、QSPI_CommandTypeDef;
2、HAL_QSPI_Transmit(QSPI_HandleTypeDef *hqspi, uint8_t *pData, uint32_t Timeout);
3、HAL_QSPI_Receive(QSPI_HandleTypeDef *hqspi, uint8_t *pData, uint32_t Timeout);
4、HAL_QSPI_Command(QSPI_HandleTypeDef hqspi, QSPI_CommandTypeDef cmd, uint32_t Timeout);
5、调用QSPI驱动的读取芯片ID函数，擦除写入函数，读取数据函数。
6、HAL_GPIO_ReadPin(GPIO_TypeDef GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);//检测按键 7、void HAL_Delay(uint32_t Delay);//延时
8、HAL_GPIO_TogglePin(GPIO_TypeDef GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);//点亮和熄灭LED
9、printf();//打印数据到串口函数 需要重新定义函数fputc();才能正常使用printf();
重写fputc（）实现打印数据到串口

int fputc(int ch,FILE*f)
{
	uint8_t temp[1]={ch};
	HAL_UART_Transmit(&huart1,temp,1,2);
	return HAL_OK;
}

代码编写实现

定义变量：

 uint32_t location1=0; 
 uint32_t location2=100; 
 uint32_t W25xID; uint16_t ReadData[]={0}; 
 uint16_t ReadData_1[]={0}; 
 uint8_t writeData[]={"welcome to IoT"}; 
 uint8_t writeData_1[]={"第一个QuadSPI实验"};

while(1)循环外

hal_spi_flash_read(ReadData,sizeof(writeData),0);//读0位的数据 printf("ReadFlashData:%s\r\n",(char*)ReadData);//打印读出的数据 hal_spi_flash_read(ReadData_1,sizeof(writeData_1),100);;//读100位的数据 printf("ReadFlashData_1:%s\r\n",(char*)ReadData_1);//打印读出的数据 W25xID=hal_spi_flash_get_id();//读取芯片ID

代码编写实现

while(1)循环内 代码编写实现 if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY1_GPIO_Port,KEY1_Pin)==GPIO_PIN_RESET) 
{ 
		HAL_Delay(100);
		if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY1_GPIO_Port,KEY1_Pin)==GPIO_PIN_RESET)
	 	{ 
	  			printf("KEY1 Press \r\n"); 
	  			printf("W25xID:%x\r\n",W25xID); /*最小擦除为4096，所以一次就要擦除0-4096位置，然后在0-4096的任意位置写入数据*/ 
	  			hal_spi_flash_erase_write(writeData, sizeof(writeData),0); 
	  	} 
}
if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY2_GPIO_Port,KEY2_Pin)==GPIO_PIN_RESET)
{ 
		HAL_Delay(100); 
		if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY2_GPIO_Port,KEY2_Pin)==GPIO_PIN_RESET) 
		{ 
				printf("KEY2 Press \r\n"); printf("W25xID:%x\r\n",W25xID); /*最小擦除为4096，所以一次就要擦除0-4096位置，然后在0-4096的任意位置写入数据*/ 
				hal_spi_flash_erase_write(writeData_1, sizeof(writeData_1),location2);
		 } 
}