SPI通信(使用SPI读写W25Q64)
SPI通信协议

硬件电路
移位示意图
移位寄存器:有一个时钟输入端。因为SPI一般都是高位先行的,所以,每来一个时钟,移位寄存器都会向左进行移位。
移位寄存器时钟源:是由主机提供的,这里叫波特率发生器。它产生的时钟驱动主机的移位寄存器进行移位。同时,这个时钟也通过SCK引脚进行输出,接到从机的移位寄存器。
移位寄存器接法:主机移位寄存器左边移出去的数据,通过MOSI引脚,输入到从机移位寄存器的有右边。从机左边移出去的数据,通过MISO引脚,输入到主机移位寄存器的右边。
SPI时序基本单元
起始条件
SS是低电平有效,SS从高变到低,是不是就代表选中了某个从机,这就是通信的开始。
终止条件

交换一个字节
1、四种模式
2、模式1

SCK在第一个边沿就要移入数据,但数据总得先移出,才能移入。所以在模式1的配置下,SCK第一个边沿之前,就要提前开始移出数据了,或者把它称作在第0个边沿移出,在第一个边沿移入。首先,SS下降沿开始通信,现在SCK还没有变化,但是SCK一旦开始变化,就要开始移入数据了。所以此时趁SCK还没变化,SS下降沿时,就要立刻触发移位输出。所以这里的MOSI和MISO的输出是对齐到SS的下降沿,SS下降沿触发了输出,SCK上升沿,就可以采样输入数据了,这样B7就传输完毕。依次循环,SCK下降沿,主机和从机移出数据;SCK上升沿,移入数据。最终在第8个上升沿时,B0位移入完成,整个字节交换完成。
3、模式2
SCK第一个边沿,就是上升沿。主机和从机同时移出数据,主机通过MOSI移出最高位,此时MOSI的电平就表示了主机要发送数据的B7。从机通过MISO移出最高位,此时MISO表示从机要发送数据的B7。然后时钟运行,产生下降沿,此时主机和从机同时移入数据,也就是进行数据采样。这里主机移出的B7,进入从机移位寄存器的最低位。从机移出的B7,进入主机移位寄存器的最低位。这样,一个时钟脉冲产生完毕,一个数据位传输完毕。依次循环8次,完成一个字节的传输。如果主机只想交换一个字节,那这时就可以置SS为高电平,结束通信。如果主机还想继续交换字节,主机就不必把SS置回高电平。
4、模式3

5、模式4

W25Q64简介
FLASH:是一种掉电不丢失的存储
芯片内部flash:64K+512K的512K -- 存放个代码的地方
芯片外部flash:独立于芯片外部
W25Q64:是flash的一种 -- 有厂家信息
硬件电路
W25Q64容量大小
1Byte = 8 BIT
W25Q64 容量大小: 64M BIT == 8M字节
W25Q64框图
1、快
首先,这一整个矩形空间里,是所有的存储器。存储器以字节为单位,每个字节都有唯一的地址。W25Q64的地址宽度是24位,3个字节。左下角,第一个字节它的地址是000000h,h代表16进制。之后的空间,地址一次自增,直到最后一个字节,地址是7FFFFFh。
64KB为一个基本单元,把它划分成若干的快Block,从前往后,依次是快0、快1、等等等。一直分到最后一块,总共8MB,以64KB为一块进行划分,最后分得的块数,就是8MB/64KB=128,所以这里可以分得128快。
2、扇区
在一块里,我们在以4KB为一个单元,进行切分。64KB/4KB=16份。所以在每一块里,都可以分为扇区0,一直到扇区15。每个扇区内的地址范围是XX X0 00------XX XF FF。就是对每一块,在细分为16个扇区的分配方式。
3、页
页是在扇区里,再进行划分。页的大小是256个字节,一个扇区是4KB,以256个字节进行划分,4*1024/256=16页。所以,一个扇区里,可以分为16页。
在这里,每一行就是一页。在一页中,地址变化范围是XX XX 00-----XX XX FF。一页内的地址变化,仅限于地址的最低一个字节。
4、SPI控制逻辑
SPI控制逻辑:芯片内部进行地址锁存、数据读写等操作,都可以由控制逻辑来自动完成。主控芯片通过SPI协议,把指令和数据发给控制逻辑,控制逻辑就会自动去操作内部电路。
状态寄存器:比如芯片是否处于忙碌状态、是否写使能、是否写保护,都可以在这个状态寄存器里体现。
写控制逻辑:和外部的WP引脚相连。显然,这个是配合WP引脚实现硬件写保护的。
高电压生成器:这个是配合Flash进行编程的
页和字节地址锁存/计数器:是用来指定地址的。通过SPI,总共发过来3个字节的地址,因为1页是256字节,所以1页内的字节地址,就取决于最低位的1个字节,而高位的2个字节,就对应的是页地址。
FLASH操作注意事项
W25Q64状态寄存器
忙是只读的状态寄存器(S0)被设置为1状态时,表示设备正在执行程序(可能是在擦除芯片)或写状态寄存器指令。这个时候设备将忽略传来的指令,除了读状态寄存器和擦除暂停指令,写指令或写状态指令无效, 当S0为0状态时指示设备已经执行完毕,可以进行下一步操作。
W25Q64指令集
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