stm32 操作W25Q256 W25Q16 spi flash
硬件连接
今天我使用W25Q16做了一个测试，发现了W25Q16内部是一个环形缓冲区，在0x200000地址处写入数据，我可以在0x000000处读取到0x200000地址的数据，从这里就可以正面W25Q16是一个环形缓冲区的norfalsh
本函数库来自正点原子官方，本人稍作修改和添加注释
W25Q16 2M Byte
W25Q256 32M Byte
spi 配置
2022-7-27 经过测试
- 华邦的 W25Q256JV 32M 字节 容量的spi flash没有问题 spi配置是 上升沿采集数据 —> CPOL =0 CPOA=0 或者是 CPOL=1 CPOA=1 hspi2.Init.CLKPolarity = SPI_POLARITY_LOW; hspi2.Init.CLKPhase = SPI_PHASE_1EDGE;
- 华邦的 W25Q16JVSSIQ 2M 字节 容量的spi flash没有问题
第1种配置
第2种配置
测试代码
- 需要修改CS片选引脚
- 需要选着spi外设
头文件
/**
****************************************************************************************************
* @file norflash.h
* @author 正点原子团队(ALIENTEK)
* @version V1.0
* @date 2021-10-26
* @brief NOR FLASH(25QXX) 驱动代码
* @license Copyright (c) 2020-2032, 广州市星翼电子科技有限公司
****************************************************************************************************
* @attention
*
* 实验平台：正点原子 F407电机开发板
* 在线视频：www.yuanzige.com
* 技术论坛：http://www.openedv.com/forum.php
* 公司网址：www.alientek.com
* 购买地址：zhengdianyuanzi.tmall.com
*
* 修改说明
* V1.0 20211026
* 第一次发布
*
****************************************************************************************************
*/
#ifndef __norflash_H
#define __norflash_H
#include "main.h"
/*
2022-7-27 经过测试 华邦的 W25Q256JV 32M 字节 容量的spi flash没有问题 spi配置是 上升沿采集数据 ---> CPOL =0 CPOA=0 或者是 CPOL=1 CPOA=1 hspi2.Init.CLKPolarity = SPI_POLARITY_LOW; hspi2.Init.CLKPhase = SPI_PHASE_1EDGE;
华邦的 W25Q16JVSSIQ 2M 字节 容量的spi flash没有问题
*/
/* SPI总线速度设置 */
#define SPI_SPEED_2 0
#define SPI_SPEED_4 1
#define SPI_SPEED_8 2
#define SPI_SPEED_16 3
#define SPI_SPEED_32 4
#define SPI_SPEED_64 5
#define SPI_SPEED_128 6
#define SPI_SPEED_256 7
/******************************************************************************************/
/* NORFLASH 片选 引脚 定义 */
#define NORFLASH_CS_GPIO_PORT GPIOA
#define NORFLASH_CS_GPIO_PIN GPIO_PIN_2
#define NORFLASH_CS_GPIO_CLK_ENABLE() do{ __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); }while(0) /* PI口时钟使能 */
/******************************************************************************************/
//spi外设选择
extern SPI_HandleTypeDef hspi1;
#define HSPI hspi1
/* NORFLASH 片选信号 */
#define NORFLASH_CS(x) do{ x ? \
HAL_GPIO_WritePin(NORFLASH_CS_GPIO_PORT, NORFLASH_CS_GPIO_PIN, GPIO_PIN_SET) : \
HAL_GPIO_WritePin(NORFLASH_CS_GPIO_PORT, NORFLASH_CS_GPIO_PIN, GPIO_PIN_RESET); \
}while(0)
/* FLASH芯片列表 */
#define W25Q80 0XEF13 /* W25Q80 芯片ID */
#define W25Q16 0XEF14 /* W25Q16 芯片ID */
#define W25Q32 0XEF15 /* W25Q32 芯片ID */
#define W25Q64 0XEF16 /* W25Q64 芯片ID */
#define W25Q128 0XEF17 /* W25Q128 芯片ID */
#define W25Q256 0XEF18 /* W25Q256 芯片ID */
#define BY25Q64 0X6816 /* BY25Q64 芯片ID */
#define BY25Q128 0X6817 /* BY25Q128 芯片ID */
#define NM25Q64 0X5216 /* NM25Q64 芯片ID */
#define NM25Q128 0X5217 /* NM25Q128 芯片ID */
extern uint16_t norflash_TYPE; /* 定义FLASH芯片型号 */
/* 指令表 */
#define FLASH_WriteEnable 0x06
#define FLASH_WriteDisable 0x04
#define FLASH_ReadStatusReg1 0x05
#define FLASH_ReadStatusReg2 0x35
#define FLASH_ReadStatusReg3 0x15
#define FLASH_WriteStatusReg1 0x01
#define FLASH_WriteStatusReg2 0x31
#define FLASH_WriteStatusReg3 0x11
#define FLASH_ReadData 0x03
#define FLASH_FastReadData 0x0B
#define FLASH_FastReadDual 0x3B
#define FLASH_FastReadQuad 0xEB
#define FLASH_PageProgram 0x02
#define FLASH_PageProgramQuad 0x32
#define FLASH_BlockErase 0xD8
#define FLASH_SectorErase 0x20
#define FLASH_ChipErase 0xC7
#define FLASH_PowerDown 0xB9
#define FLASH_ReleasePowerDown 0xAB
#define FLASH_DeviceID 0xAB
#define FLASH_ManufactDeviceID 0x90
#define FLASH_JedecDeviceID 0x9F
#define FLASH_Enable4ByteAddr 0xB7
#define FLASH_Exit4ByteAddr 0xE9
#define FLASH_SetReadParam 0xC0
#define FLASH_EnterQPIMode 0x38
#define FLASH_ExitQPIMode 0xFF
/* 静态函数 */
static void norflash_wait_busy(void); /* 等待空闲 */
static void norflash_send_address(uint32_t address);/* 发送地址 */
static void norflash_write_page(uint8_t *pbuf, uint32_t addr, uint16_t datalen); /* 写入page */
static void norflash_write_nocheck(uint8_t *pbuf, uint32_t addr, uint16_t datalen); /* 写flash,不带擦除 */
/* 普通函数 */
void norflash_init(void); /* 初始化25QXX */
uint16_t norflash_read_id(void); /* 读取FLASH ID */
void norflash_write_enable(void); /* 写使能 */
uint8_t norflash_read_sr(uint8_t regno); /* 读取状态寄存器 */
void norflash_write_sr(uint8_t regno,uint8_t sr); /* 写状态寄存器 */
void norflash_erase_chip(void); /* 整片擦除 */
void norflash_erase_sector(uint32_t saddr); /* 扇区擦除 */
void norflash_read(uint8_t *pbuf, uint32_t addr, uint16_t datalen); /* 读取flash */
void norflash_write(uint8_t *pbuf, uint32_t addr, uint16_t datalen); /* 写入flash */
#endif
源文件
- 需要移植 spi读写函数
uint8_t spi2_read_write_byte(uint8_t send_data)
- 需要移植spi速度修改函数—也可以不修改–非必要
void spi2_set_speed(uint8_t speed)
spi flash操作库源文件
/**
****************************************************************************************************
* @file norflash.c
* @author 正点原子团队(ALIENTEK)
* @version V1.0
* @date 2021-10-26
* @brief NOR FLASH(25QXX) 驱动代码
* @license Copyright (c) 2020-2032, 广州市星翼电子科技有限公司
****************************************************************************************************
* @attention
*
* 实验平台：正点原子 F407电机开发板
* 在线视频：www.yuanzige.com
* 技术论坛：http://www.openedv.com/forum.php
* 公司网址：www.alientek.com
* 购买地址：zhengdianyuanzi.tmall.com
*
* 修改说明
* V1.0 20211026
* 第一次发布
*
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*/
#include "norflash.h"
#include "stdio.h"
uint16_t g_norflash_type = NM25Q128; /* 默认是NM25Q128 */
/*需要移植的代码：spi数据收发函数*/
uint8_t spi2_read_write_byte(uint8_t send_data)
{
uint8_t recv_data;
HAL_SPI_TransmitReceive(&HSPI, &send_data, &recv_data, 1, 0xffff);
return recv_data;
}
/**
* @brief SPI2 速度设置函数
* @note SPI2 时钟选择来自 APB1, 即 PCLK1, 为 42Mhz
* SPI 速度 = PCLK1 / 2^(speed + 1)
* @param speed : SPI2 时钟分频系数
取值为 SPI_BAUDRATEPRESCALER_2~SPI_BAUDRATEPRESCALER_2 256
* @retval 无
*/
void spi2_set_speed(uint8_t speed)
{
assert_param(IS_SPI_BAUDRATE_PRESCALER(speed));/* 判断有效性 */
__HAL_SPI_DISABLE(&HSPI); /* 关闭 SPI */
HSPI.Instance->CR1 &= 0xFFC7; /* 位 3-5 清零，用来设置波特率 */
HSPI.Instance->CR1 |= speed << 3; /* 设置 SPI 速度 */
__HAL_SPI_ENABLE(&HSPI); /* 使能 SPI */
}
/**
* @brief 初始化SPI NOR FLASH
* @param 无
* @retval 无
*/
void norflash_init(void)
{
spi2_set_speed(SPI_SPEED_4); /* SPI2 切换到高速状态 21Mhz */
uint8_t temp=0;
g_norflash_type = norflash_read_id(); /* 读取FLASH ID. */
if (g_norflash_type == W25Q256) /* SPI FLASH为W25Q256, 必须使能4字节地址模式 */
{
temp = norflash_read_sr(3); /* 读取状态寄存器3，判断地址模式 */
if ((temp & 0x01) == 0) /* 如果不是4字节地址模式,则进入4字节地址模式 */
{
norflash_write_enable(); /* 写使能 */
temp |= 1 << 1; /* ADP=1, 上电4位地址模式 */
norflash_write_sr(3, temp); /* 写SR3 */
NORFLASH_CS(0);
spi2_read_write_byte(FLASH_Enable4ByteAddr); /* 使能4字节地址指令 */
NORFLASH_CS(1);
}
}
// printf("ID:%x\r\n", g_norflash_type);
}
/**
* @brief 等待空闲
* @param 无
* @retval 无
*/
static void norflash_wait_busy(void)
{
while ((norflash_read_sr(1) & 0x01) == 0x01); /* 等待BUSY位清空 */
}
/**
* @brief 25QXX写使能
* @note 将S1寄存器的WEL置位
* @param 无
* @retval 无
*/
void norflash_write_enable(void)
{
NORFLASH_CS(0);
spi2_read_write_byte(FLASH_WriteEnable); /* 发送写使能 */
NORFLASH_CS(1);
}
/**
* @brief 25QXX发送地址
* @note 根据芯片型号的不同, 发送24ibt / 32bit地址
* @param address : 要发送的地址
* @retval 无
*/
static void norflash_send_address(uint32_t address)
{
if (g_norflash_type == W25Q256) /* 只有W25Q256支持4字节地址模式 */
{
spi2_read_write_byte((uint8_t)((address) >> 24)); /* 发送 bit31 ~ bit24 地址 */
}
spi2_read_write_byte((uint8_t)((address) >> 16)); /* 发送 bit23 ~ bit16 地址 */
spi2_read_write_byte((uint8_t)((address) >> 8)); /* 发送 bit15 ~ bit8 地址 */
spi2_read_write_byte((uint8_t)address); /* 发送 bit7 ~ bit0 地址 */
}
/**
* @brief 读取25QXX的状态寄存器，25QXX一共有3个状态寄存器
* @note 状态寄存器1：
* 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
*
* 状态寄存器2：
* BIT7 6 5 4 3 2 1 0
* SUS CMP LB3 LB2 LB1 (R) QE SRP1
*
* 状态寄存器3：
* BIT7 6 5 4 3 2 1 0
* HOLD/RST DRV1 DRV0 (R) (R) WPS ADP ADS
*
* @param regno: 状态寄存器号，范:1~3
* @retval 状态寄存器值
*/
uint8_t norflash_read_sr(uint8_t regno)
{
uint8_t byte = 0, command = 0;
switch (regno)
{
case 1:
command = FLASH_ReadStatusReg1; /* 读状态寄存器1指令 */
break;
case 2:
command = FLASH_ReadStatusReg2; /* 读状态寄存器2指令 */
break;
case 3:
command = FLASH_ReadStatusReg3; /* 读状态寄存器3指令 */
break;
default:
command = FLASH_ReadStatusReg1;
break;
}
NORFLASH_CS(0);
spi2_read_write_byte(command); /* 发送读寄存器命令 */
byte = spi2_read_write_byte(0xFF); /* 读取一个字节 */
NORFLASH_CS(1);
return byte;
}
/**
* @brief 写25QXX状态寄存器
* @note 寄存器说明见norflash_read_sr函数说明
* @param regno: 状态寄存器号，范:1~3
* @param sr : 要写入状态寄存器的值
* @retval 无
*/
void norflash_write_sr(uint8_t regno, uint8_t sr)
{
uint8_t command = 0;
switch (regno)
{
case 1:
command = FLASH_WriteStatusReg1; /* 写状态寄存器1指令 */
break;
case 2:
command = FLASH_WriteStatusReg2; /* 写状态寄存器2指令 */
break;
case 3:
command = FLASH_WriteStatusReg3; /* 写状态寄存器3指令 */
break;
default:
command = FLASH_WriteStatusReg1;
break;
}
NORFLASH_CS(0);
spi2_read_write_byte(command); /* 发送读寄存器命令 */
spi2_read_write_byte(sr); /* 写入一个字节 */
NORFLASH_CS(1);
}
/**
* @brief 读取芯片ID
* @param 无
* @retval FLASH芯片ID
* @note 芯片ID列表见: norflash.h, 芯片列表部分
*/
uint16_t norflash_read_id(void)
{
uint16_t deviceid;
NORFLASH_CS(0);
spi2_read_write_byte(FLASH_ManufactDeviceID); /* 发送读 ID 命令 */
spi2_read_write_byte(0); /* 写入一个字节 */
spi2_read_write_byte(0);
spi2_read_write_byte(0);
deviceid = spi2_read_write_byte(0xFF) << 8; /* 读取高8位字节 */
deviceid |= spi2_read_write_byte(0xFF); /* 读取低8位字节 */
NORFLASH_CS(1);
return deviceid;
}
/**
* @brief 读取SPI FLASH
* @note 在指定地址开始读取指定长度的数据
* @param pbuf : 数据存储区
* @param addr : 开始读取的地址(最大32bit)
* @param datalen : 要读取的字节数(最大65535)
* @retval 无
*/
void norflash_read(uint8_t *pbuf, uint32_t addr, uint16_t datalen)
{
uint16_t i;
NORFLASH_CS(0);
spi2_read_write_byte(FLASH_ReadData); /* 发送读取命令 */
norflash_send_address(addr); /* 发送地址 */
for (i = 0; i < datalen; i++)
{
pbuf[i] = spi2_read_write_byte(0xFF); /* 循环读取 */
}
NORFLASH_CS(1);
}
/**
* @brief SPI在一页(0~65535)内写入少于256个字节的数据
* @note 在指定地址开始写入最大256字节的数据
* @param pbuf : 数据存储区
* @param addr : 开始写入的地址(最大32bit)
* @param datalen : 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!!!
* @retval 无
*/
static void norflash_write_page(uint8_t *pbuf, uint32_t addr, uint16_t datalen)
{
uint16_t i;
norflash_write_enable(); /* 写使能 */
NORFLASH_CS(0);
spi2_read_write_byte(FLASH_PageProgram); /* 发送写页命令 */
norflash_send_address(addr); /* 发送地址 */
for (i = 0; i < datalen; i++)
{
spi2_read_write_byte(pbuf[i]); /* 循环读取 */
}
NORFLASH_CS(1);
norflash_wait_busy(); /* 等待写入结束 */
}
/**
* @brief 无检验写SPI FLASH
* @note 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!
*
* @param pbuf : 数据存储区
* @param addr : 开始写入的地址(最大32bit)
* @param datalen : 要写入的字节数(最大65535)
* @retval 无
*/
static void norflash_write_nocheck(uint8_t *pbuf, uint32_t addr, uint16_t datalen)
{
uint16_t pageremain;
pageremain = 256 - addr % 256; /* 单页剩余的字节数 */
if (datalen <= pageremain) /* 不大于256个字节 */
{
pageremain = datalen;
}
while (1)
{
/* 当写入字节比页内剩余地址还少的时候, 一次性写完
* 当写入直接比页内剩余地址还多的时候, 先写完整个页内剩余地址, 然后根据剩余长度进行不同处理
*/
norflash_write_page(pbuf, addr, pageremain);
if (datalen == pageremain) /* 写入结束了 */
{
break;
}
else /* datalen > pageremain */
{
pbuf += pageremain; /* pbuf指针地址偏移,前面已经写了pageremain字节 */
addr += pageremain; /* 写地址偏移,前面已经写了pageremain字节 */
datalen -= pageremain; /* 写入总长度减去已经写入了的字节数 */
if (datalen > 256) /* 剩余数据还大于一页,可以一次写一页 */
{
pageremain = 256; /* 一次可以写入256个字节 */
}
else /* 剩余数据小于一页,可以一次写完 */
{
pageremain = datalen; /* 不够256个字节了 */
}
}
}
}
/**
* @brief 写SPI FLASH
* @note 在指定地址开始写入指定长度的数据, 该函数带擦除操作!
* SPI FLASH 一般是: 256个字节为一个Page, 4Kbytes为一个Sector, 16个扇区为1个Block
* 擦除的最小单位为Sector.
*
* @param pbuf : 数据存储区
* @param addr : 开始写入的地址(最大32bit)
* @param datalen : 要写入的字节数(最大65535)
* @retval 无
*/
uint8_t g_norflash_buf[4096]; /* 扇区缓存 */
void norflash_write(uint8_t *pbuf, uint32_t addr, uint16_t datalen)
{
uint32_t secpos;
uint16_t secoff;
uint16_t secremain;
uint16_t i;
uint8_t *norflash_buf;
norflash_buf = g_norflash_buf;
secpos = addr / 4096; /* 扇区地址 */
secoff = addr % 4096; /* 在扇区内的偏移 */
secremain = 4096 - secoff; /* 扇区剩余空间大小 */
//printf("ad:%X,nb:%X\r\n", addr, datalen); /* 测试用 */
if (datalen <= secremain)
{
secremain = datalen; /* 不大于4096个字节 */
}
while (1)
{
norflash_read(norflash_buf, secpos * 4096, 4096); /* 读出整个扇区的内容 */
for (i = 0; i < secremain; i++) /* 校验数据 */
{
if (norflash_buf[secoff + i] != 0XFF)
{
break; /* 需要擦除, 直接退出for循环 */
}
}
if (i < secremain) /* 需要擦除 */
{
norflash_erase_sector(secpos); /* 擦除这个扇区 */
for (i = 0; i < secremain; i++) /* 复制 */
{
norflash_buf[i + secoff] = pbuf[i];
}
norflash_write_nocheck(norflash_buf, secpos * 4096, 4096); /* 写入整个扇区 */
}
else /* 写已经擦除了的,直接写入扇区剩余区间. */
{
norflash_write_nocheck(pbuf, addr, secremain); /* 直接写扇区 */
}
if (datalen == 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 */
pbuf += secremain; /* 指针偏移 */
addr += secremain; /* 写地址偏移 */
datalen -= secremain; /* 字节数递减 */
if (datalen > 4096)
{
secremain = 4096; /* 下一个扇区还是写不完 */
}
else
{
secremain = datalen;/* 下一个扇区可以写完了 */
}
}
}
}
/**
* @brief 擦除整个芯片
* @note 等待时间超长...
* @param 无
* @retval 无
*/
void norflash_erase_chip(void)
{
norflash_write_enable(); /* 写使能 */
norflash_wait_busy(); /* 等待空闲 */
NORFLASH_CS(0);
spi2_read_write_byte(FLASH_ChipErase); /* 发送读寄存器命令 */
NORFLASH_CS(1);
norflash_wait_busy(); /* 等待芯片擦除结束 */
}
/**
* @brief 擦除一个扇区
* @note 注意,这里是扇区地址,不是字节地址!!
* 擦除一个扇区的最少时间:150ms
*
* @param saddr : 扇区地址 根据实际容量设置
* @retval 无
*/
void norflash_erase_sector(uint32_t saddr)
{
//printf("fe:%x\r\n", saddr); /* 监视falsh擦除情况,测试用 */
saddr *= 4096;
norflash_write_enable(); /* 写使能 */
norflash_wait_busy(); /* 等待空闲 */
NORFLASH_CS(0);
spi2_read_write_byte(FLASH_SectorErase); /* 发送写页命令 */
norflash_send_address(saddr); /* 发送地址 */
NORFLASH_CS(1);
norflash_wait_busy(); /* 等待扇区擦除完成 */
}
测试使用函数
重定向printf函数
/* 重定向printf函数 */
int fputc(int ch, FILE *f)
{
HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)&ch, 1, 0xffff);
return ch;
}
spi flash 测试函数
void spi_flash_test()
{
int x = 0;
norflash_init();
uint8_t buf[256];
for(x = 0; x < 256; x++)buf[x] = x;
norflash_write(buf, 0, 256);
memset(buf, 0, 256);
norflash_read(buf, 0, 256);
for(x = 0; x < 256; x++)
{
if(buf[x] != x)break;
}
if(x != 256)
{
printf("spi flash test fail\r\n");
}
else
{
printf("spi flash test ok\r\n");
}
}