23：SPI二：W25Q64存储器模块的使用

1、W25Q64的简介

其中最主要的特点就是掉电不丢失。

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

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

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）

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。

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

3、程序模拟SPI读写W25Q64

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1while((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IDOLED_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){}
}

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0SPI_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7SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure);						//将结构体变量交给SPI_Init，配置SPI1SPI_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。