STM32开发实战：SPI接口在W25Q64 Flash存储器中的应用

摘要

本文将深入探讨STM32微控制器如何利用SPI接口与W25Q64 Flash存储器进行通信。W25Q64是一款常用的SPI串行Flash存储器，具有8Mbit的存储容量。本教程将指导读者完成硬件连接、SPI配置、读写操作，并提供实际的代码实现。

1. SPI接口概述

SPI是一种串行外设接口，通常用于微控制器与各种外设之间的通信。它是一种同步通信协议，具有以下特点：

• 主从模式：一个主设备控制多个从设备。
• 全双工通信：同时发送和接收数据。
• 时钟同步：数据传输由主设备产生的时钟信号同步。

2. W25Q64 Flash存储器特性

W25Q64是一款串行Flash存储器，主要特性包括：

• 容量：8Mbit（1M字节）。
• 组织：128个扇区，每个扇区16页，每页256字节。
• 擦写次数：高达100万次。
• 工作电压：2.7V至3.6V。

3. 硬件连接

W25Q64与STM32的硬件连接如下：

• CS（片选）连接到STM32 GPIO（例如PA4）。
• SCK（时钟）连接到STM32 SPI时钟引脚（例如PA5）。
• MOSI（数据发送）连接到STM32 SPI数据发送引脚（例如PA7）。
• MISO（数据接收）连接到STM32 SPI数据接收引脚（例如PA6）。
• VCC连接到3.3V。
• GND连接到地。

4. SPI接口配置

4.1 SPI初始化

首先，需要初始化STM32的SPI接口，配置包括：

• 使能SPI和GPIO时钟。
• 配置SPI的MOSI、MISO、SCK引脚。
• 设置SPI的工作模式、数据大小、时钟极性、时钟相位等。

void SPI_Init(void) {GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_SPI1, ENABLE);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High;SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_16;SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure);SPI_Cmd(SPI1, ENABLE);
}

5. W25Q64 Flash存储器操作

5.1 W25Q64初始化

在SPI初始化之后，需要初始化W25Q64 Flash存储器。

void W25Q64_Init(void) {SPI_Init(); // 初始化SPI// 发送W25Q64的复位指令（如果需要）
}

5.2 读取W25Q64 ID

读取W25Q64的ID用于验证设备。

uint16_t W25Q64_ReadID(void) {uint16_t id = 0;// 选中W25Q64// 发送读ID指令// 读取并返回IDreturn id;
}

5.3 写入W25Q64

写入W25Q64之前，需要确保数据已经准备好，并且W25Q64处于可写状态。

void W25Q64_WriteByte(uint32_t addr, uint8_t data) {// 选中W25Q64// 发送页编程指令// 发送数据地址// 发送数据// 取消选中W25Q64
}

5.4 从W25Q64读取数据

从W25Q64读取数据是一个直接的过程。

uint8_t W25Q64_ReadByte(uint32_t addr) {uint8_t data = 0;// 选中W25Q64// 发送读数据指令// 发送数据地址// 读取数据// 取消选中W25Q64return data;
}

6. 完整示例代码

以下是STM32与W25Q64通信的完整示例代码。

int main(void) {// 系统初始化SystemInit();// 初始化W25Q64W25Q64_Init();// 读取W25Q64 IDuint16_t id = W25Q64_ReadID();printf("W25Q64 ID: 0x%X\r\n", id);// 测试写入和读取uint32_t testAddr = 0x000000; // 测试地址uint8_t testData = 0xAA;       // 测试数据W25Q64_WriteByte(testAddr, testData); // 写入数据uint8_t readData = W25Q64_ReadByte(testAddr); // 读取数据if (readData == testData) {printf("Test Passed: Data read back correctly.\r\n");} else {printf("Test Failed: Data read back incorrectly.\r\n");}while(1) {// 其他应用代码}
}

7. 结论

本文详细介绍了STM32 SPI接口在W25Q64 Flash存储器中的应用，包括硬件连接、SPI配置、读写操作和完整的代码实现。通过本教程，读者应能够理解并实现STM32与W25Q64的通信，为嵌入式系统开发提供非易失性存储解决方案。

✅作者简介：热爱科研的嵌入式开发者，修心和技术同步精进

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