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【STM32 CubeMX】SPI W25Q64功能实现

访客 2024-02-18 1521 0

文章目录

  • 前言
  • 一、内部函数的实现
    • 1.1 选中和取消选中SPI Flash
    • 1.2 写使能函数
    • 1.3 获取读状态
    • 1.4 等待就绪状态
  • 二、Flash读写函数实现
    • 2.1 读Flash ID
    • 2.2 擦除某个扇区
    • 2.3 写扇区
    • 2.4 读数据
  • 三、测试代码
  • 总结


前言

SPI Flash 存储器在嵌入式系统中扮演着重要角色,它可以为微控制器提供额外的存储空间,并且具有快速的读写速度和较大的存储容量。W25Q64 是一款常见的 SPI Flash 存储器,容量为64Mb,采用 SPI 接口进行通信。在 STM32 微控制器上实现对 W25Q64 的功能使用,可以通过 STM32 CubeMX 和相关的库函数轻松完成。本文将介绍如何利用 STM32 CubeMX 和 SPI 库来实现对 W25Q64 的基本功能。

【STM32 CubeMX】SPI W25Q64功能实现


一、内部函数的实现

1.1 选中和取消选中SPI Flash

当CS引脚为GPIO_PIN_RESET为选中该设备,当CS引脚为GPIO_PIN_SET表示取消选中该设备,所以这个函数非常好实现,只需要使用HAL_GPIO_WritePin函数进行写pin即可

static void SPIFlash_Select(void){HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_4,GPIO_PIN_RESET);}static void SPIFlash_DeSelect(void){HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_4,GPIO_PIN_SET);}

1.2 写使能函数

如果你需要写使能,你只需要发送命令0x06即可,你可以使用查询方式来发送,也可以使用中断函数来发送。
在发送命令的时候,你需要选中该Flash设备,当你写完命令后,需要取消选中Flash设备。

我们可以这样实现他:

static volatile int g_spi1_tx_complete = 0;void HAL_SPI_TxCpltCallback(SPI_HandleTypeDef *hspi){if(hspi == &hspi1){g_spi1_tx_complete = 1;}}void Wait_SPI_TxCplt(int timeout){while(g_spi1_tx_complete == 0 && timeout--){HAL_Delay(1);}g_spi1_tx_complete = 0;}static int SPIFlash_WriteEnable(void){uint8_t buf[1] = {0x06};SPIFlash_Select();HAL_SPI_Transmit_IT(&hspi1,buf,1);Wait_SPI_TxCplt(SPI_FLASH_TIMEOUT);SPIFlash_DeSelect();}

1.3 获取读状态

当我们擦除扇区或者写扇区的时候,他并不是发送数据完成,这个数据就写进去的,我们需要等待他内部编程完。我们可以使用命令,把里面的状态拿出来

在这里,我们需要发送2个命令,但是有用的只有命令1(发送的命令为0x05),因为发送了2个命令,所以我们需要接收两个数据,但是有用的只有接收到的数据2。

static volatile int g_spi1_txrx_complete = 0;void HAL_SPI_TxRxCpltCallback(SPI_HandleTypeDef *hspi){if(hspi == &hspi1){g_spi1_txrx_complete = 1;}}void Wait_SPI_TxRxCplt(int timeout){while(g_spi1_txrx_complete == 0 && timeout--){HAL_Delay(1);}g_spi1_txrx_complete = 0;}static int SPIFlash_ReadStatus(void){uint8_t txbuf[2] = {0x05,0xff};uint8_t rxbuf[2] = {0,0};SPIFlash_Select();HAL_SPI_TransmitReceive_IT(&hspi1, txbuf, rxbuf, 2);Wait_SPI_TxRxCplt(SPI_FLASH_TIMEOUT);SPIFlash_DeSelect();return rxbuf[1];}

1.4 等待就绪状态

所谓的等待就绪状态其实就是当SPIFlash_ReadStatus函数&上1他还是等于1,就代表擦除扇区或者写扇区已经完成了

static int SPIFlash_WaitReady(void){while(SPIFlash_ReadStatus() & 1 == 1);}

二、Flash读写函数实现

2.1 读Flash ID

读Flash ID可以让我们知道这个SPI Flash是否有用
和前面的获取读状态一样。在这里,我们需要发送2个命令,但是有用的只有命令1(发送的命令为0x9F),因为发送了2个命令,所以我们需要接收两个数据,但是有用的只有接收到的数据2。

int SPIFlash_ReadID(void){uint8_t txbuf[2] = {0x9F,0xff};uint8_t rxbuf[2] = {0,0};SPIFlash_Select();HAL_SPI_TransmitReceive_IT(&hspi1, txbuf, rxbuf, 2);Wait_SPI_TxRxCplt(SPI_FLASH_TIMEOUT);SPIFlash_DeSelect();return rxbuf[1];}

当rxbuf[1]的值为0xEF时,代码这个SPI Flash没有问题

2.2 擦除某个扇区

首先,我们要发送命令加上3个字节的地址,所以我们需要4字节的buf
如果你想擦除某个扇区,你需要使用0x20命令。
接下来,我们往buf的后3字节填充地址,地址是先发高位再发低位的。
再完成发送之后,我们还需要等待就绪,即调用SPIFlash_WaitReady函数

int SPIFlash_EraseSector(uint32_t addr){SPIFlash_WriteEnable();uint8_t txbuf[4] = {0x20};txbuf[1] = addr>>16 & 0xff;txbuf[2] = addr>>8 & 0xff;txbuf[3] = addr>>0 & 0xff;SPIFlash_Select();HAL_SPI_Transmit_IT(&hspi1,txbuf,4);Wait_SPI_TxCplt(SPI_FLASH_TIMEOUT);SPIFlash_DeSelect();SPIFlash_WaitReady();return 0;}

2.3 写扇区

写操作在发送命令+地址的和我们的擦除某个扇区的是一样的,只不过我们的写扇区的命令为0x02
再发送完命令+地址之后,我们就可以直接调用HAL库的发送函数进行datas的发送即可。

int SPIFlash_Write(uint32_t addr,uint8_t *datas,uint32_t len){SPIFlash_WriteEnable();uint8_t txbuf[4] = {0x02};txbuf[1] = addr>>16 & 0xff;txbuf[2] = addr>>8 & 0xff;txbuf[3] = addr>>0 & 0xff;SPIFlash_Select();HAL_SPI_Transmit_IT(&hspi1,txbuf,4);Wait_SPI_TxCplt(SPI_FLASH_TIMEOUT);HAL_SPI_Transmit_IT(&hspi1,datas,len);Wait_SPI_TxCplt(SPI_FLASH_TIMEOUT);SPIFlash_DeSelect();SPIFlash_WaitReady();return 0;}

2.4 读数据

读操作在发送命令+地址的和我们的擦除某个扇区的是一样的,只不过我们的写扇区的命令为0x03
在写完上面这些数据之后,我们需要等待写完,接下来我们就可以去调用HAL库的读SPI函数了

static volatile int g_spi1_rx_complete = 0;void HAL_SPI_RxCpltCallback(SPI_HandleTypeDef *hspi){if(hspi == &hspi1){g_spi1_rx_complete = 1;}}void Wait_SPI_RxCplt(int timeout){while(g_spi1_rx_complete == 0 && timeout--){HAL_Delay(1);}g_spi1_rx_complete = 0;}int SPIFlash_Read(uint32_t addr,uint8_t *datas,uint32_t len){uint8_t txbuf[4] = {0x03};txbuf[1] = addr>>16 & 0xff;txbuf[2] = addr>>8 & 0xff;txbuf[3] = addr>>0 & 0xff;SPIFlash_Select();HAL_SPI_Transmit_IT(&hspi1,txbuf,4);Wait_SPI_TxCplt(SPI_FLASH_TIMEOUT);HAL_SPI_Receive_IT(&hspi1,datas,len);Wait_SPI_RxCplt(SPI_FLASH_TIMEOUT);SPIFlash_DeSelect();return 0;}

三、测试代码

char *str = "www.csdn.net\r\n";r = SPIFlash_ReadID();SPIFlash_EraseSector(4096);SPIFlash_Write(4096,(uint8_t*)str,strlen(str)+1);SPIFlash_Read(4096,(uint8_t*)flash_buf,20);

总结

通过本文的介绍,我们了解了如何在 STM32 CubeMX 中配置并利用 SPI 库来实现对 W25Q64 SPI Flash 存储器的功能。首先,我们通过 CubeMX 配置了 STM32 的 SPI 外设,包括时钟分频、数据大小、模式等参数。然后,我们编写了初始化代码,将 SPI 外设与 W25Q64 进行连接,并实现了基本的读写功能。在编写代码时,我们充分利用了 STM32 的 HAL 库提供的函数,简化了通信过程的实现。最后,我们在主函数中调用了相应的读写函数,并通过调试工具验证了功能的正确性。通过本文的学习,读者可以掌握在 STM32 微控制器上使用 CubeMX 和 SPI 库来实现对 W25Q64 SPI Flash 存储器的功能,为嵌入式系统的开发提供了便利。

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