STM32（二十一）——SPI软/硬件读写W25Q64
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一、软件读写W25Q64
接线图
封装SS、CLK、DOSI、DISO
void MySPI_W_SS(uint8_t BitValue)
{
GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_4,(BitAction)BitValue);
}
void MySPI_W_SCK(uint8_t BitValue)
{
GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_5,(BitAction)BitValue);
}
void MySPI_W_MOSI(uint8_t BitValue)
{
GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_7,(BitAction)BitValue);
}
uint8_t MySPI_R_MISO(void)
{
return GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_6);
}
初始化
SS、CLK、DOSI配置为推挽输出，DISO配置为上拉输入，初始之后SS置为高电平默认不选中从机，使用SPI模式0将SCK置为低电平。
void MySPI_Init(void)
{
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_7;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
MySPI_W_SS(1);
MySPI_W_SCK(0);
}
时序单元
SS：启动、停止
void MySPI_State(void)
{
MySPI_W_SS(0);
}
void MySPI_Stop(void)
{
MySPI_W_SS(1);
}
交换数据
因为采用的是SPI模式0，所以在SS下降沿后将位移除，在CLK的第一个边沿将位移入。
uint8_t MySPI_SwapByte(uint8_t ByteSend)
{
uint8_t i, ByteReceive = 0x00;
for(i = 0; i < 8; i ++)
{
MySPI_W_MOSI(ByteSend & (0x80 >> i));
MySPI_W_SCK(1);
if(MySPI_R_MISO() == 1){ByteReceive |= (0x80 >> i);}
MySPI_W_SCK(0);
}
return ByteReceive;
}
指令表
#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
读取ID
发送读取ID指令0x9F，发送0xFF将设备ID交换出来。
void W25Q64_ReadID(uint8_t *MID, uint16_t *DID)
{
MySPI_Start();
MySPI_SwapByte(W25Q64_JEDEC_ID);
*MID = MySPI_SwapByte(W25Q64_DUMMY_BYTE);
*DID = MySPI_SwapByte(W25Q64_DUMMY_BYTE);
*DID <<= 8;
*DID |= MySPI_SwapByte(W25Q64_DUMMY_BYTE);
MySPI_Stop();
}
写使能
void W25Q643_WriteEnable(void)
{
MySPI_Start();
MySPI_SwapByte(W25Q64_WRITE_ENABLE);
MySPI_Stop();
}
读取状态寄存器1
读取状态寄存器1的最后一位BUSY，0表示芯片不忙，1表示芯片忙碌。
发送读寄存器1的指令，用0xFF交换数据，按位与将最后一位取出，防止程序卡死加入超时退出。
void W25Q643_WaitBusy(void)
{
uint32_t Timeout;
MySPI_Start();
MySPI_SwapByte(W25Q64_READ_STATUS_REGISTER_1);
Timeout = 100000;
while((MySPI_SwapByte(W25Q64_DUMMY_BYTE) & 0x01) == 1)
{
Timeout --;
if(Timeout == 0)
{
break;
}
}
MySPI_Stop();
}
页编程
写使能，发送指令02，再发送3个字节的地址，发送数据，事后等待。
参数：
Address：地址
*DataArray：数组指针
Count：要发送数据的个数
void W25Q64_PageProgram(int32_t Address, uint8_t *DataArray, uint16_t Count)
{
uint16_t i;
W25Q64_WriteEnable();
MySPI_Start();
MySPI_SwapByte(W25Q64_PAGE_PROGRAM);
MySPI_SwapByte(Address >> 16);
MySPI_SwapByte(Address >> 8);
MySPI_SwapByte(Address);
for(i = 0; i < Count; i++)
{
MySPI_SwapByte(DataArray[i]);
}
MySPI_Stop();
W25Q64_WaitBusy();
}
扇区擦除
写使能，发送4KB擦除指令，再发送地址。事后等待
void W25Q64_SectorErase(uint32_t Address)
{
W25Q64_WriteEnable();
MySPI_Start();
MySPI_SwapByte(W25Q64_SECTOR_ERASE_4KB);
MySPI_SwapByte(Address >> 16);
MySPI_SwapByte(Address >> 8);
MySPI_SwapByte(Address);
MySPI_Stop();
W25Q64_WaitBusy();
}
读取数据
发送读取指令，发送地址，将交换出来的数据放在数组里。
void W25Q64_ReadData(int32_t Address, uint8_t *DataArray, uint32_t Count)
{
uint32_t i;
MySPI_Start();
MySPI_SwapByte(W25Q64_READ_DATA);
MySPI_SwapByte(Address >> 16);
MySPI_SwapByte(Address >> 8);
MySPI_SwapByte(Address);
for(i = 0; i < Count; i++)
{
DataArray[i] = MySPI_SwapByte(W25Q64_DUMMY_BYTE);
}
MySPI_Stop();
}
读取操作没有修改Flash，无须进行写使能。这里采用的是事后等待，读取数据时其他操作都已完成，芯片不处于忙碌状态，所以无须进行等待。
调用
uint8_t MID;
uint16_t DID;
uint8_t ArrayWrite[] = {0x01, 0x02, 0x06, 0x04};
uint8_t ArrayRead[4];
int main(void)
{
OLED_Init();
W25Q64_Init();
OLED_ShowString(1, 1, "MID: DID:");
OLED_ShowString(2, 1, "W:");
OLED_ShowString(3, 1, "R:");
W25Q64_ReadID(&MID, &DID);
OLED_ShowHexNum(1, 5, MID, 2);
OLED_ShowHexNum(1, 12, DID, 4);
W25Q64_SectorErase(0x000000);
W25Q64_PageProgram(0x000000, ArrayWrite, 4);
W25Q64_ReadData(0x000000, ArrayRead, 4);
OLED_ShowHexNum(2, 3, ArrayWrite[0], 2);
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);
OLED_ShowHexNum(3, 6, ArrayRead[1], 2);
OLED_ShowHexNum(3, 9, ArrayRead[2], 2);
OLED_ShowHexNum(3, 12, ArrayRead[3], 2);
while (1)
{
}
}
二、硬件读写W25Q64
因为前面就是用的SPI1对应的GPIO口，所以接线图和软件的接线图一致。
初始化
打开GPIOA、SPI1的时钟
配置GPIO：SS配置为推挽输出，CLK、DOSI配置为复用推挽（因为由SPI控制），DISO配置为上拉输入。
配置SPI参数：配置为主机模式、全双工、8位数据帧、高位先行、波特率分频128、时钟极性：空闲时低电平、时钟相位：第一个边沿采样、软件控制NSS、CRC多项式（默认7，无需CRC时可忽略）
void MySPI_Init(void)
{
// 1. 使能GPIOA和SPI1时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SPI1, ENABLE);
GPIO_InitTypeDef GPIO_Initstructure;
// 配置PA4为普通推挽输出（NSS，软件控制）
GPIO_Initstructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_Initstructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;
GPIO_Initstructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_Initstructure);
// 配置PA5(SCK)、PA7(MOSI)为复用推挽输出
GPIO_Initstructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_Initstructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_7;
GPIO_Initstructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_Initstructure);
// 配置PA6(MISO)为上拉输入（无需配置Speed，输入模式下无效）
GPIO_Initstructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_Initstructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_Initstructure);
// SPI参数配置
SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure;
SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master; // 主机模式
SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex; // 全双工
SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b; // 8位数据帧
SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB; // 高位先行
SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_128; // 波特率分频128
SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low; // 时钟极性：空闲时低电平
SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_1Edge; // 时钟相位：第一个边沿采样
SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft; // 软件控制NSS
SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7; // CRC多项式（默认7，无需CRC时可忽略）
SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure);
// 使能SPI1
SPI_Cmd(SPI1, ENABLE);
// 初始化NSS为高电平（取消片选）
MySPI_W_SS(1);
}
交换字节
必须要先发送一个字节，再读取字节，否则读取不到。
uint8_t MySPI_SwapByte(uint8_t ByteSend)
{
// 等待发送缓冲区为空（TXE标志置1，表示可以发送新数据）
while(SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1,SPI_I2S_FLAG_TXE) != SET);
// 往SPI数据寄存器写入要发送的字节
SPI_I2S_SendData(SPI1, ByteSend);
// 等待接收缓冲区非空（RXNE标志置1，表示有数据可以读取）
while(SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1,SPI_I2S_FLAG_RXNE) != SET);
// 返回接收到的字节（全双工模式下，发送的同时会同步接收从机数据）
return SPI_I2S_ReceiveData(SPI1);
}
- W25Q64 软件 / 硬件 CS 版本的核心差异仅在PA4 引脚配置、SPI_NSS 参数、片选控制方式这 3 处；
- 字节交换、W25Q64 指令交互（读 ID / 读数据 / 写数据）等核心逻辑完全复用；
- 硬件 CS 省去了手动控制片选的步骤，软件 CS 更灵活，可根据实际硬件布局选择。
智能硬件社区聚焦AI智能硬件技术生态，汇聚嵌入式AI、物联网硬件开发者，打造交流分享平台，同步全国赛事资讯、开展 OPC 核心人才招募，助力技术落地与开发者成长。
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