stm32---SPI与外部FLASH
2019-08-19 本文已影响0人
飞向深空
stm32外部flash是EN25QXX 芯片
使用 STM32F1 的 SPI 和外部 FLASH（EN25QXX）进行通信，实现数据的读写 操作。本章要实现的功能是：首先检测外部 FLASH 是否正常，然后使用 K__UP 和 K_DOWN 键控制 FLASH 的写入和读取，并将 数据显示在 串口助手上，同时控制 D1 指示灯不断闪烁，提示系统正常 运行
W25Q128 将 16M 的容量分为 256 个块（ Block），每个块大小为 64K 字 节，每个块又分为 16 个扇区（ Sector），每个扇区 4K 个字节。 W25Q128 的最小擦除单位为一个扇区，也就是每次必须擦除 4K 个字节。这样我们需要给 W25Q128 开辟一个至少 4K 的缓存区，这样对 SRAM 要求比较高，要求芯片必须 有 4K 以上 SRAM 才能很好的操作。
W25Q128
EN25QXX 芯片的操作
flash.c
#include "flash.h"
#include "spi.h"
#include "SysTick.h"
#include "usart.h"
u16 EN25QXX_TYPE=EN25Q64; //默认是EN25Q64
//4Kbytes为一个Sector
//16个扇区为1个Block
//EN25Q64
//容量为8M字节,共有128个Block（块）,4096个Sector （扇区）
//初始化SPI FLASH的IO口
void EN25QXX_Init()
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_GPIOG|RCC_APB2Periph_GPIOF, ENABLE);
/* FLASH_CS PG13 */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOG,&GPIO_InitStructure);
GPIO_SetBits(GPIOG,GPIO_Pin_13);
/*SD_CS置1 ，PG14*/
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_14;
GPIO_Init(GPIOG,&GPIO_InitStructure);
GPIO_SetBits(GPIOG,GPIO_Pin_14);
/*ENC28J60_CS置1 ，PB12*/
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_12);
/*NRF24L01_CS置1 ，PF9*/
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
GPIO_Init(GPIOF,&GPIO_InitStructure);
GPIO_SetBits(GPIOF,GPIO_Pin_9);
EN25QXX_CS = 1; //EN25QXX的片选信号置1表示取消片选，这个是低电平有效
SPI2_Init();
EN25QXX_TYPE = EN25QXX_ReadID();
}
/*读取EN25QXX的状态寄存器
BIT7 6 5 4 3 2 1 0
SPR RV TB BP2 BP1 BP0 WEL BUSY
SPR:默认0,状态寄存器保护位,配合WP使用
TB,BP2,BP1,BP0:FLASH区域写保护设置
WEL:写使能锁定
BUSY:忙标记位(1,忙;0,空闲)
默认:0x00*/
u8 EN25QXX_ReadSR()
{
u8 byte = 0;
EN25QXX_CS = 0; //使能器件
SPI2_ReadWriteByte(EN25X_ReadStatusReg); //发送读取状态寄存器命令
byte = SPI2_ReadWriteByte(0Xff); //读取一个字节
EN25QXX_CS = 1; //取消片选
return byte;
}
//写EN25QXX状态寄存器
//只有SPR,TB,BP2,BP1,BP0(bit 7,5,4,3,2)可以写!!!
void EN25QXX_Write_SR(u8 sr)
{
EN25QXX_CS = 0; //使能器件
SPI2_ReadWriteByte(EN25X_WriteStatusReg); //发送写取状态寄存器命令
SPI2_ReadWriteByte(sr); //写入一个字节
EN25QXX_CS = 1; //取消片选
}
//EN25QXX写使能
//将WEL置位
void EN25QXX_Write_Enable()
{
EN25QXX_CS=0; //使能器件
SPI2_ReadWriteByte(EN25X_WriteEnable); //发送写使能
EN25QXX_CS=1; //取消片选
}
//EN25QXX写禁止
//将WEL清零
void EN25QXX_Write_Disable(void)
{
EN25QXX_CS=0; //使能器件
SPI2_ReadWriteByte(EN25X_WriteDisable); //发送写禁止指令
EN25QXX_CS=1; //取消片选
}
//读取芯片ID
//返回值如下:
//0XEF13,表示芯片型号为EN25Q80
//0XEF14,表示芯片型号为EN25Q16
//0XEF15,表示芯片型号为EN25Q32
//0XEF16,表示芯片型号为EN25Q64
//0XEF17,表示芯片型号为EN25Q128
u16 EN25QXX_ReadID()
{
u16 temp = 0;
EN25QXX_CS = 0;
SPI2_ReadWriteByte(0x90);
SPI2_ReadWriteByte(0x00);
SPI2_ReadWriteByte(0x00);
SPI2_ReadWriteByte(0x00);
temp |= SPI2_ReadWriteByte(0xff)<<8;
temp |= SPI2_ReadWriteByte(0xff);
EN25QXX_CS = 1;
return temp;
}
//读取SPI FLASH
//在指定地址开始读取指定长度的数据
//pBuffer:读取的数据存储区
//ReadAddr:开始读取的地址(24bit)
//NumByteToRead:要读取的字节数(最大65535)
void EN25QXX_Read(u8* pBuffer,u32 ReadAddr,u16 NumByteToRead)
{
u16 i;
EN25QXX_CS=0; //使能器件
SPI2_ReadWriteByte(EN25X_ReadData); //发送读取命令
SPI2_ReadWriteByte((u8)((ReadAddr)>>16)); //发送24bit地址
SPI2_ReadWriteByte((u8)((ReadAddr)>>8));
SPI2_ReadWriteByte((u8)ReadAddr);
for(i=0;i<NumByteToRead;i++)
{
pBuffer[i]=SPI2_ReadWriteByte(0XFF); //循环读数
}
EN25QXX_CS=1;
}
//SPI在一页(0~65535)内写入少于256个字节的数据
//在指定地址开始写入最大256字节的数据
//pBuffer:待输入的数据存储区
//WriteAddr:开始写入的地址(24bit)
//NumByteToWrite:要写入的字节数(最大256),该数不应该超过该页的剩余字节数!!!
void EN25QXX_Write_Page(u8* pBuffer,u32 WriteAddr,u16 NumByteToWrite)
{
u16 i;
EN25QXX_Write_Enable(); //SET WEL
EN25QXX_CS=0; //使能器件
SPI2_ReadWriteByte(EN25X_PageProgram); //发送写页命令
SPI2_ReadWriteByte((u8)((WriteAddr)>>16)); //发送24bit地址
SPI2_ReadWriteByte((u8)((WriteAddr)>>8));
SPI2_ReadWriteByte((u8)WriteAddr);
for(i=0;i<NumByteToWrite;i++)
{
SPI2_ReadWriteByte(pBuffer[i]);//循环写数
}
EN25QXX_CS=1; //取消片选
EN25QXX_Wait_Busy(); //等待写入结束
}
//无检验写SPI FLASH
//必须确保所写的地址范围内的数据全部为0XFF,否则在非0XFF处写入的数据将失败!
//具有自动换页功能
//在指定地址开始写入指定长度的数据,但是要确保地址不越界!
//pBuffer:数据存储区
//WriteAddr:开始写入的地址(24bit)
//NumByteToWrite:要写入的字节数(最大65535)
//CHECK OK
void EN25QXX_Write_NoCheck(u8* pBuffer,u32 WriteAddr,u16 NumByteToWrite)
{
u16 pageremain;
pageremain=256-WriteAddr%256; //单页剩余的字节数
if(NumByteToWrite<=pageremain)pageremain=NumByteToWrite;//不大于256个字节
while(1)
{
EN25QXX_Write_Page(pBuffer,WriteAddr,pageremain);
if(NumByteToWrite==pageremain)break;//写入结束了
else //NumByteToWrite>pageremain
{
pBuffer+=pageremain;
WriteAddr+=pageremain;
NumByteToWrite-=pageremain; //减去已经写入了的字节数
if(NumByteToWrite>256)pageremain=256; //一次可以写入256个字节
else pageremain=NumByteToWrite; //不够256个字节了
}
}
}
//写SPI FLASH
//在指定地址开始写入指定长度的数据
//该函数带擦除操作!
//pBuffer:数据存储区
//WriteAddr:开始写入的地址(24bit)
//NumByteToWrite:要写入的字节数(最大65535)
u8 EN25QXX_BUFFER[4096];
void EN25QXX_Write(u8* pBuffer,u32 WriteAddr,u16 NumByteToWrite)
{
u32 secpos;
u16 secoff;
u16 secremain;
u16 i;
u8 * EN25QXX_BUF;
EN25QXX_BUF=EN25QXX_BUFFER;
secpos=WriteAddr/4096;//扇区地址
secoff=WriteAddr%4096;//在扇区内的偏移
secremain=4096-secoff;//扇区剩余空间大小
//printf("ad:%X,nb:%X\r\n",WriteAddr,NumByteToWrite);//测试用
if(NumByteToWrite<=secremain) secremain=NumByteToWrite;//不大于4096个字节
while(1)
{
EN25QXX_Read(EN25QXX_BUF,secpos*4096,4096);//读出整个扇区的内容
for(i=0;i<secremain;i++)//校验数据
{
if(EN25QXX_BUF[secoff+i]!=0XFF)break;//需要擦除
}
if(i<secremain)//需要擦除
{
EN25QXX_Erase_Sector(secpos);//擦除这个扇区
for(i=0;i<secremain;i++) //复制
{
EN25QXX_BUF[i+secoff]=pBuffer[i];
}
EN25QXX_Write_NoCheck(EN25QXX_BUF,secpos*4096,4096);//写入整个扇区
}else EN25QXX_Write_NoCheck(pBuffer,WriteAddr,secremain);//写已经擦除了的,直接写入扇区剩余区间.
if(NumByteToWrite==secremain)break;//写入结束了
else//写入未结束
{
secpos++;//扇区地址增1
secoff=0;//偏移位置为0
pBuffer+=secremain; //指针偏移
WriteAddr+=secremain;//写地址偏移
NumByteToWrite-=secremain; //字节数递减
if(NumByteToWrite>4096)secremain=4096; //下一个扇区还是写不完
else secremain=NumByteToWrite; //下一个扇区可以写完了
}
}
}
//擦除整个芯片
//等待时间超长...
void EN25QXX_Erase_Chip(void)
{
EN25QXX_Write_Enable(); //SET WEL
EN25QXX_Wait_Busy();
EN25QXX_CS=0; //使能器件
SPI2_ReadWriteByte(EN25X_ChipErase); //发送片擦除命令
EN25QXX_CS=1; //取消片选
EN25QXX_Wait_Busy(); //等待芯片擦除结束
}
//擦除一个扇区
//Dst_Addr:扇区地址 根据实际容量设置
//擦除一个山区的最少时间:150ms
void EN25QXX_Erase_Sector(u32 Dst_Addr)
{
//监视falsh擦除情况,测试用
printf("fe:%x\r\n",Dst_Addr);
Dst_Addr*=4096;
EN25QXX_Write_Enable(); //SET WEL
EN25QXX_Wait_Busy();
EN25QXX_CS=0; //使能器件
SPI2_ReadWriteByte(EN25X_SectorErase); //发送扇区擦除指令
SPI2_ReadWriteByte((u8)((Dst_Addr)>>16)); //发送24bit地址
SPI2_ReadWriteByte((u8)((Dst_Addr)>>8));
SPI2_ReadWriteByte((u8)Dst_Addr);
EN25QXX_CS=1; //取消片选
EN25QXX_Wait_Busy(); //等待擦除完成
}
//等待空闲
void EN25QXX_Wait_Busy(void)
{
while((EN25QXX_ReadSR()&0x01)==0x01); // 等待BUSY位清空
}
//进入掉电模式
void EN25QXX_PowerDown(void)
{
EN25QXX_CS=0; //使能器件
SPI2_ReadWriteByte(EN25X_PowerDown); //发送掉电命令
EN25QXX_CS=1; //取消片选
delay_us(3); //等待TPD
}
//唤醒
void EN25QXX_WAKEUP(void)
{
EN25QXX_CS=0; //使能器件
SPI2_ReadWriteByte(EN25X_ReleasePowerDown); // send EN25X_PowerDown command 0xAB
EN25QXX_CS=1; //取消片选
delay_us(3); //等待TRES1
}
flash.h
#ifndef _flash_H
#define _flash_H
#include "system.h"
//EN25X系列/Q系列芯片列表
//EN25Q80 ID 0XEF13
//EN25Q16 ID 0XEF14
//EN25Q32 ID 0XEF15
//EN25Q64 ID 0XEF16
//EN25Q128 ID 0XEF17
#define EN25Q80 0XEF13
#define EN25Q16 0XEF14
#define EN25Q32 0XEF15
//#define EN25Q64 0XEF16
//#define EN25Q128 0XEF17
#define EN25Q64 0XC816
#define EN25Q128 0XC817
extern u16 EN25QXX_TYPE; //定义EN25QXX芯片型号
#define EN25QXX_CS PGout(13) //EN25QXX的片选信号
//指令表
#define EN25X_WriteEnable 0x06 //写使能命令
#define EN25X_WriteDisable 0x04 //写禁止指令
#define EN25X_ReadStatusReg 0x05 //读取状态寄存器命令
#define EN25X_WriteStatusReg 0x01 //写状态寄存器命令
#define EN25X_ReadData 0x03 //读取命令
#define EN25X_FastReadData 0x0B
#define EN25X_FastReadDual 0x3B
#define EN25X_PageProgram 0x02
#define EN25X_BlockErase 0xD8
#define EN25X_SectorErase 0x20
#define EN25X_ChipErase 0xC7
#define EN25X_PowerDown 0xB9
#define EN25X_ReleasePowerDown 0xAB
#define EN25X_DeviceID 0xAB
#define EN25X_ManufactDeviceID 0x90
#define EN25X_JedecDeviceID 0x9F
void EN25QXX_Init(void);
u16 EN25QXX_ReadID(void); //读取FLASH ID
u8 EN25QXX_ReadSR(void); //读取状态寄存器
void EN25QXX_Write_SR(u8 sr); //写状态寄存器
void EN25QXX_Write_Enable(void); //写使能
void EN25QXX_Write_Disable(void); //写保护
void EN25QXX_Write_NoCheck(u8* pBuffer,u32 WriteAddr,u16 NumByteToWrite);
void EN25QXX_Read(u8* pBuffer,u32 ReadAddr,u16 NumByteToRead); //读取flash
void EN25QXX_Write(u8* pBuffer,u32 WriteAddr,u16 NumByteToWrite);//写入flash
void EN25QXX_Erase_Chip(void); //整片擦除
void EN25QXX_Erase_Sector(u32 Dst_Addr); //扇区擦除
void EN25QXX_Wait_Busy(void); //等待空闲
void EN25QXX_PowerDown(void); //进入掉电模式
void EN25QXX_WAKEUP(void); //唤醒
#endif
main.c
#include "system.h"
#include "SysTick.h"
#include "led.h"
#include "usart.h"
#include "spi.h"
#include "flash.h"
#include "key.h"
const u8 text_buf[] = "www.baidu.com";
#define TEXT_LEN sizeof(text_buf)
int main()
{
u8 i=0;
u8 key;
u8 buf[30];
SysTick_Init(72);
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //中断优先级分组 分2组
LED_Init();
USART1_Init(9600);
KEY_Init();
EN25QXX_Init();
while(EN25QXX_ReadID()!=EN25Q64)
{
printf("EN25Q64 Check Failed!\r\n");
}
printf("EN25Q64 Cheak Success!\r\n");
while(1)
{
key = KEY_Scan(0);
if(key==KEY_UP)
{
EN25QXX_Write((u8 *)text_buf,0,TEXT_LEN);
printf("发送的数据：%s\r\n",text_buf);
}
if(key==KEY_DOWN)
{
EN25QXX_Read(buf,0,TEXT_LEN);
printf("接收的数据：%s\r\n",buf);
}
i++;
if(i%20==0)
{
led1=!led1;
}
delay_ms(10);
}
}
