23：SPI二：W25Q64存储器模块的使用

🕗 发布于 2024-09-20 12:47 嵌入式硬件 单片机 c语言 stm32

W25Q64存储器模块的使用

1、W25Q64的简介
2、模块内部结构
3、程序模拟SPI读写W25Q64
4、片上外设SPI读写W25Q64

1、W25Q64的简介

其中最主要的特点就是掉电不丢失。
在这里插入图片描述
由上图所示：W25Qxx的地址是24位的，则代表地址总线是24根地址总线。一个地址则代表一个门牌号，一个门牌号的存储空间是一个字节，那么24位的地址一共有多少个字节？

有上图所示：地址0x000 000(24位)~0xFFF FFF这之间一共有2^24（16777216）个地址数。则一共有16777216个字节。我们换算一下：16777216B = 16384KB = 16MB。所以24位地址总线的存储空间是16MB，有上面可知W25Q40~W25Q128的存储空间 ≤ 16MB，而W25Q256的存储空间是32MB，所以这个模块比较特殊。

2、模块内部结构

2.1：引脚结构

在这里插入图片描述
WP：输入低电平，保护住，不能写；输入高电平，可以写。
HOLD：低电平有效

2.2：内部存储结构

在这里插入图片描述

W25Q64的存储空间是8MB（8388608B），则寻址地址由0x000 000~0x7FF FFF。由上图所示：此模块中将8MB划分出了以64KB大小的若干块Block（128个）。而每1块中划分为以4KB大小的扇区（16个）

在这里插入图片描述
而1个扇区中划分以256B大小的页Page（16页）。所以W25Q64一共有32768个Page。所以地址的前2个字节用于选择哪一页，最后一个字节用于选择哪一个存储空间。

在这里插入图片描述
由上图所示：页缓存区大小只有256个字节，所以一次性写入的数据不能超过256字节的大小。给缓存区里面写入数据后，状态寄存器Busy位会置1。

2.3：此模块的注意事项

在这里插入图片描述

3、程序模拟SPI读写W25Q64

在这里插入图片描述 ①MySPI.c文件的代码如下：

/*使用代码程序模拟SPI模式0的传输方式*/
#include "stm32f10x.h"                 

/*
 * PA4引脚选择从机
 */
void MySPI_NSS(uint8_t BitValue)
{
GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_4, (BitAction)BitValue);
}

/*
 * PA5引脚模拟时钟信号
 */
void MySPI_SCK(uint8_t BitValue)
{
GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_5, (BitAction)BitValue);
}

/*
 * PA7引脚主机发送从机接收
 */
void MySPI_Write(uint8_t BitValue)
{
GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_7, (BitAction)BitValue);
}

/*
 * PA6引脚主机接收从机发送
 */
uint8_t MySPI_Receive(void)
{
return GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_6);
}

/*
 * 对引脚的初始化，PA4为从机选择引脚，PA5时钟信号引脚，PA6为数据接收引脚
 * PA7为数据发送引脚。所以PA4，PA5,PA7配置为通用推挽输出，PA6配置为上拉输入
 */
void MySPI_Init(void)
{
/*开启时钟*/
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);//开启GPIOA的时钟

/*GPIO初始化*/
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;//通用推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_7;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;//上拉输入
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

/*设置时钟极性为低电压*/
MySPI_NSS(1);//NSS高电平，还没有选择从机
MySPI_SCK(0);//SCK极性为低电平
}

/*
 * 起始信号
 */
void MySPI_Start(void)
{
MySPI_NSS(0);//拉低NSS，开始时序
}

/*
 * 停止信号
 */
void MySPI_Stop(void)
{
MySPI_NSS(1);//拉高SS，终止时序
}

/*
 * 发送数据和读取数据函数
 */
uint8_t MySPI_SengRec_Byte(uint8_t SendByte)
{
uint8_t i, Byte = 0x00;//定义接收的数据，并赋初值0x00，

for (i = 0; i < 8; i ++)//循环8次，依次交换每一位数据
{
MySPI_Write(SendByte & (0x80 >> i));//给传输线上写入数据
MySPI_SCK(1);//拉高SCK，上升沿从机读取数据
if (MySPI_Receive() == 1)//读取MISO数据，并存储到Byte变量
{
Byte |= (0x80 >> i);
}
MySPI_SCK(0);//拉低SCK，为下一位数据放入传输线做准备
}
return Byte;//返回接收到的一个字节数据
}

②W25Q64.c文件的代码如下：

#include "stm32f10x.h"                  
#include "MySPI.h"                  
#include "W25Q64Reg.h"
#include "W25Q64.h"


/*
 *  SPI初始化
 */
void W25Q64_Init(void)
{
MySPI_Init();
}

/*
 *  读取模块ID号
 */
void W25Q64_ReadID(uint8_t *MID,uint16_t *DID)
{
    W25Q64_WriteEnable();//写使能
MySPI_Start();
MySPI_SengRec_Byte(W25Q64_JEDEC_ID);//发送指令0X9F,指令：获取产品的ID

*MID = MySPI_SengRec_Byte(W25Q64_DUMMY_BYTE);//接收数据
*DID = MySPI_SengRec_Byte(W25Q64_DUMMY_BYTE);//接收高8位数据
*DID <<= 8;
*DID |= MySPI_SengRec_Byte(W25Q64_DUMMY_BYTE);//接收低8位数据
MySPI_Stop();
}


/*
 *  使能函数
 */
void W25Q64_WriteEnable(void)
{
MySPI_Start();
MySPI_SengRec_Byte(W25Q64_WRITE_ENABLE);//发送指令0x06,指令：写使能
MySPI_Stop();
}

/*
 *  检测Busy是否忙
 */
void W25Q64_WaitBusy(void)
{
uint32_t TimeOut = 1000;
MySPI_Start();
MySPI_SengRec_Byte(W25Q64_READ_STATUS_REGISTER_1);//发送指令0x05,指令：读状态寄存器1
while((MySPI_SengRec_Byte(W25Q64_DUMMY_BYTE) & 0x01) == 0x01)//读取Busy位，如果BUSY为1则进入循环
{
TimeOut--;
if(TimeOut == 0)
{
break;
}
}
MySPI_Stop();
}


/*
 *  写入指定地址的数据函数
 */
void W25Q64_PageProgram(uint32_t Address,uint8_t* DataArray,uint16_t Length)//向Pgae写入数据
{
  W25Q64_WriteEnable();
MySPI_Start();
  
MySPI_SengRec_Byte(W25Q64_QUAD_PAGE_PROGRAM);//指令：写入数据

MySPI_SengRec_Byte(Address >> 16);//发送地址的最高8位,地址是24位
MySPI_SengRec_Byte(Address >> 8);//发送地址的次高8位
MySPI_SengRec_Byte(Address);//发送地址的低8位

for(uint16_t i = 0;i < Length; i++)
{
MySPI_SengRec_Byte(DataArray[i]);//向模块写入数据,从指定地址开始写入，然后地址自动自增
}
MySPI_Stop();
    W25Q64_WaitBusy();
}

/*
 *  擦除指定地址的数据函数
 */
void W25Q64_SectorErase(uint32_t Address)//擦除
{
    W25Q64_WriteEnable();
MySPI_Start();
W25Q64_WriteEnable();
MySPI_SengRec_Byte(W25Q64_SECTOR_ERASE_4KB);//指令：擦除扇区

MySPI_SengRec_Byte(Address >> 16);//发送地址的最高8位,地址是24位
MySPI_SengRec_Byte(Address >> 8);//发送地址的次高8位
MySPI_SengRec_Byte(Address);//发送地址的低8位

MySPI_Stop();
  
    W25Q64_WaitBusy();
}

/*
 *  读取指定地址的数据函数
 */
void W25Q64_ReceiveData(uint32_t Address,uint8_t* DataArray,uint32_t Length)
{
MySPI_Start();

MySPI_SengRec_Byte(W25Q64_READ_DATA);//指令：读取数据
MySPI_SengRec_Byte(Address >> 16);//发送地址的最高8位,地址是24位
MySPI_SengRec_Byte(Address >> 8);//发送地址的次高8位
MySPI_SengRec_Byte(Address);//发送地址的低8位

for(uint32_t i = 0;i<Length;i++)
{
DataArray[i] = MySPI_SengRec_Byte(W25Q64_DUMMY_BYTE);//读取数据，从指定地址开始读取，然后地址自动自增
}
MySPI_Stop();
}

③W255Q64Reg.h指令集文件代码如下：

#ifndef __W25Q64Reg_H
#define __W25Q64Reg_H
#include "stm32f10x.h"                  // Device header
/*
模块的指令集
*/

#define W25Q64_WRITE_ENABLE        0x06
#define W25Q64_WRITE_DISABLE        0x04
#define W25Q64_READ_STATUS_REGISTER_1        0x05
#define W25Q64_READ_STATUS_REGISTER_2        0x35
#define W25Q64_WRITE_STATUS_REGISTER        0x01
#define W25Q64_PAGE_PROGRAM        0x02
#define W25Q64_QUAD_PAGE_PROGRAM        0x32
#define W25Q64_BLOCK_ERASE_64KB        0xD8
#define W25Q64_BLOCK_ERASE_32KB        0x52
#define W25Q64_SECTOR_ERASE_4KB        0x20
#define W25Q64_CHIP_ERASE        0xC7
#define W25Q64_ERASE_SUSPEND            0x75
#define W25Q64_ERASE_RESUME        0x7A
#define W25Q64_POWER_DOWN        0xB9
#define W25Q64_HIGH_PERFORMANCE_MODE        0xA3
#define W25Q64_CONTINUOUS_READ_MODE_RESET        0xFF
#define W25Q64_RELEASE_POWER_DOWN_HPM_DEVICE_ID        0xAB
#define W25Q64_MANUFACTURER_DEVICE_ID        0x90
#define W25Q64_READ_UNIQUE_ID        0x4B
#define W25Q64_JEDEC_ID        0x9F
#define W25Q64_READ_DATA        0x03
#define W25Q64_FAST_READ        0x0B
#define W25Q64_FAST_READ_DUAL_OUTPUT        0x3B
#define W25Q64_FAST_READ_DUAL_IO        0xBB
#define W25Q64_FAST_READ_QUAD_OUTPUT        0x6B
#define W25Q64_FAST_READ_QUAD_IO        0xEB
#define W25Q64_OCTAL_WORD_READ_QUAD_IO        0xE3

#define W25Q64_DUMMY_BYTE        0xFF 

#endif

④主函数文件代码如下：

/*
程序模拟SPI读写W25Q64
*/

#include "stm32f10x.h"                 
#include "OLED.h"
#include "W25Q64.h"

uint8_t MID;
uint16_t DID;
uint8_t ArrayWrite[] = {0x01,0x02,0x03,0x04};//需要写入的数据
uint8_t ArrayRead[4];

int main(void)
{
  OLED_Init();
OLED_Clear();
W25Q64_Init();//SPI初始化
  
  OLED_ShowString(1,1,"MID:   DID:");
  OLED_ShowString(2,1,"W:");
  OLED_ShowString(3,1,"R:");

  W25Q64_ReadID(&MID,&DID);//读取ID

  OLED_ShowHexNum(1,5,MID,2);
  OLED_ShowHexNum(1,12,DID,4);
  
  W25Q64_SectorErase(0x000000);//擦除扇区
  W25Q64_PageProgram(0x000000,ArrayWrite,4);//写入数据
  W25Q64_ReceiveData(0x000000,ArrayRead,4);//读取数据
  
  OLED_ShowHexNum(2,3,ArrayWrite[0],2);//显示要写入的数据
  OLED_ShowHexNum(2,6,ArrayWrite[1],2);
  OLED_ShowHexNum(2,9,ArrayWrite[2],2);
  OLED_ShowHexNum(2,12,ArrayWrite[3],2);
  
  OLED_ShowHexNum(3,3,ArrayRead[0],2);//显示读取的数据
  OLED_ShowHexNum(3,6,ArrayRead[1],2);
  OLED_ShowHexNum(3,9,ArrayRead[2],2);
  OLED_ShowHexNum(3,12,ArrayRead[3],2);
 
  while(1)
  {

  }
}

在这里插入图片描述

4、片上外设SPI读写W25Q64

使用片上外设读写时，只需要将SPI的读写改为使用片上外设的函数即可，其他代码不用改变。
①MySPI.c文件的代码如下：

#include "stm32f10x.h"                  // Device header

/*
 * PA4引脚选择从机
 */
void MySPI_NSS(uint8_t BitValue)
{
GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_4, (BitAction)BitValue);//设置NSS引脚的电平
}

/*
 * 对引脚的初始化，PA4为从机选择引脚，PA5时钟信号引脚，PA6为数据接收引脚
 * PA7为数据发送引脚。所以PA4配置为通用推挽输出，PA5,PA7配置为复用推挽输出，PA6配置为上拉输入
 */
void MySPI_Init(void)
{
/*开启时钟*/
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);//开启GPIOA的时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SPI1, ENABLE);//开启SPI1的时钟

/*GPIO初始化*/
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;        //将PA4引脚初始化为推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_7;  //将PA5和PA7引脚初始化为复用推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;           //将PA6引脚初始化为上拉输入
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

/*SPI初始化*/
SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure;//定义结构体变量
SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;//主机/从机模式，选择为SPI主模式
SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;//方向，选择2线全双工
SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;//数据宽度，选择为8位
SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;//先行位，选择高位先行
SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_128;//波特率分频，选择128分频
SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low;//SPI极性，选择空闲为低极性
SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_1Edge;//SPI相位，选择第一个边沿采样，极性和相位决定选择SPI模式0
SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;//NSS，选择由软件控制
SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;//CRC多项式，暂时用不到，给默认值7
SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure);//将结构体变量交给SPI_Init，配置SPI1

SPI_Cmd(SPI1, ENABLE);//使能SPI1，开始运行

MySPI_NSS(1);//SS默认高电平
}

/*
 * 起始信号
 */
void MySPI_Start(void)
{
MySPI_NSS(0);//拉低NSS，开始时序
}

/*
 * 停止信号
 */
void MySPI_Stop(void)
{
MySPI_NSS(1);//拉高SS，终止时序
}


/*
 * 发送数据和读取数据函数
 */
uint8_t MySPI_SengRec_Byte(uint8_t SendByte)
{
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_TXE) != SET);//等待发送数据寄存器空,写入数据自动清除

SPI_I2S_SendData(SPI1, SendByte);//写入数据到发送数据寄存器，开始产生时序

while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_RXNE) != SET);//等待接收数据寄存器非空，读取数据自动清除

return SPI_I2S_ReceiveData(SPI1);//读取接收到的数据并返回
}

W25Q64.c文件和W25Q64Reg.h文件和主函数文件的代码都不用改变。

原文地址：https://blog.csdn.net/qq_51284092/article/details/142335533

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23：SPI二：W25Q64存储器模块的使用

W25Q64存储器模块的使用

1、W25Q64的简介

2、模块内部结构

2.1：引脚结构

2.2：内部存储结构

2.3：此模块的注意事项

3、程序模拟SPI读写W25Q64

4、片上外设SPI读写W25Q64

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