【STM32】W25Q64 && SPI（串行外设接口）

一、SPI通信

0.IIC与SPI的优缺点

https://blog.csdn.net/weixin_44575952/article/details/124182011

1.SPI介绍

同步（有时钟线），高速，全双工（数据发送和数据接收各占一条线）

1）SCK:时钟线-->SCLK，CLK，CK--->等价于IIC的SCK

2）MOSI（主机输出从机接收），MISO（主机接收从机输出）：DO（Data Output），DI（Data Input）--->等价于IIC的SDA

3）SS（片选）：NSS（Not Slave Select）-->低电平有效，CS（Chip Select）-->专门进行主机和该指定从机的通信线路（可能不只一条）

4）SPI只接受：一主多从

5）SPI没有应答数据

DO，DI的区别

先确定芯片的身份（主机/从机）

2.硬件电路

1）SCK是主机控制，SCK是主机输出，SCK是从机接收

2）MOSI（主机输出从机接收）

3）MISO（主机接收从机输出）

4）SS：从机选择线（低电平有效）

3.移位示意图

SPI的数据收发：基于字节交换

如果单纯想要接收或者发送—---则将接收或者发送的数据自动屏蔽掉即可

只发送，只接收，既发送既接收

4.SPI时序基本单元

1.起始条件

SS低电平有效，通信时间段内一直保持低电平

起始条件：SS从高电平切换到低电平

2.终止条件

终止条件：SS从低电平切换到高电平

3.交换一个字节（模式1）

模式1:第一个边沿放数据,也可以描述成高电平放数据,第二个边沿采集数据,也可以描述成低电平采集数据(采集数据时数据不能更改)

下降沿采样（将数据读入寄存器中）

4.交换一个字节（模式3）

与模式1的区别：SCK极性取反（CPOL=1）

5.交换一个字节（模式0）

相比于模式1，数据输出快了半个时钟

上升沿采样（将数据读入寄存器中）

6.交换一个字节（模式2）

与模式0的区别：SCK极性取反（CPOL=1）

7.注意点：

1）CPOL：用于设置极性（1表示高电平有效，0表示低电平有效）

2）CPHA：不是用于决定上升沿读取还是下降沿读取，而是决定第几个周期进行采样。

3）一般如果我们想要接收数据&读取数据，则我们可以随便写入&读出一个值即可，其他不用理会。（我们一般发送0xff或者0x00）

5.SPI时序

1.发送指令

使用模式0（在时序开始前存放数据，在上升沿读取数据）

发送0x06（芯片公司自己定义）--->W25Q64是写使能

接收到0xff不需要看（因为我们目的是主机发送给从机，所以从机传输的数据是什么无所谓）

2.指定地址写

1）向SS指定的设备，发送写指令（0x02），

2）随后在指定地址（Address[23:0]）下，写入指定数据（Data）

由此图可知要在地址为:0x123456下写入0x55这个数据

3.指定地址读

1）向SS指定的设备，发送读指令（0x03），

2）随后在指定地址（Address[23:0]）下，读取从机数据（Data）

二、单片机中用到的存储器

1.物理层存储器

1）磁存储原理：磁带，软盘，机械硬盘（磁盘）

2）光刻存储：DVD

3）半导体存储：EEPROM，NandFlash，NorFlash

2.Nand和Nor的差异

(1)Nand容量大，价格低，需要按块访问（不能按字节访问），需要专用时序接口访问（不能直接接到地址总线上）
(2)Nor容量小，价格高，按块擦和写、按字节读，需要专用时序接口访问

3.单片机系统常用存储解决方案

(1)单片机自身代码：存储在内部Flash中，本质是NorFlash
(2)存少量掉电不丢失数据，用EEPROM（一般都是比较小）--》IIC通信（速度较慢），典型24C02
(2)存中容量掉电不丢失数据，用SPINorFlash（使用SPI是为了减少引脚）--》SPI通信（速度比IIC快），一般64k-32MB范围
(3)存大容量掉电不丢失数据，用SPINandFlash，一般32MB-1GB范围
(4)要便于插拔和扩展，用TF/SD卡，U盘等，一般容量在GB级别。
(5)现在还有新型的SDNand，就是芯片封装的SD卡，容量在nMB-1GB级别。
(6)更大容量板载存储，用eMMC芯片，一般容量4GB-256GB级别
(7)STM32内部Flash可以开放给程序用，存储少量掉电不丢失数据。

4、存储器总结

(1)多种可用，根据产品特点和需求选择，重点考虑：性价比、容量、寿命、速度、可靠性等因素，大多数行业都有选型惯例。
(2)程序员不必过多关心内部存储颗粒特性，更多关心编程接口即可。

三、W25Q64

1.W25Q64简介

1）AT24C存储容量是KB级别的，W25Q64是MB级别

2）存储容量：24位地址

2.硬件电路

3、W25Q64框图

1）W25Q64使用的存储空间是8MB（实际上可以使用16MB）-->所以地址从：0x00 00 00到0x7f ff ff

2）存储空间的划分：先划分为若干块，在划分为若干扇区，最后划分为若干页

1.分为Block

将8MB/128Block分为64KB（每一个大小为64KB，0-127)

2.分为Sector

将64KB/16分为4KB

3.分为page

将4K/25bit分为16bit

4.其他部分

SPI控制器，状态寄存器，数据缓存区

5.Flash操作注意事项

四、SPIFlash（W25Q64）数据手册解读

1、主要SPIFlash厂家

(1)SPIFlash本质：SPI接口芯片+内部存储颗粒（Nand，Nor）
(2)台湾：Winbond华邦（W开头）、MXIC旺宏（M开头）
(3)国内：GD兆易创新（GD开头）