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如何通过SPI的方式实现对外部flash的读与写？

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问答对人有帮助，内容完整，我也想知道答案 0 如何读写flash？如何通过SPI的方式实现对外部flash的读与写？ 0
2021-12-17 07:18:31　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × heks 该类别下有 50 个回答。邀请回答 hgimtk 该类别下有 44 个回答。邀请回答新星之火12138 该类别下有 42 个回答。邀请回答 wang21cj 该类别下有 41 个回答。邀请回答 chm5 该类别下有 40 个回答。邀请回答 hjfjsdgfjdsf 该类别下有 37 个回答。邀请回答 fdjslkjd 该类别下有 35 个回答。邀请回答 uvysdfydad 该类别下有 35 个回答。邀请回答 werywer 该类别下有 35 个回答。邀请回答 h1654155957.9520 该类别下有 35 个回答。邀请回答 jenny042 该类别下有 34 个回答。邀请回答 dfzvzs 该类别下有 34 个回答。邀请回答维生素B2 该类别下有 34 个回答。邀请回答凤毛麟角该类别下有 34 个回答。邀请回答 meihuacg 该类别下有 33 个回答。邀请回答 hfgdzc 该类别下有 33 个回答。邀请回答 ggfvxv 该类别下有 33 个回答。邀请回答刘洋该类别下有 33 个回答。邀请回答江左盟该类别下有 32 个回答。邀请回答爱与友人该类别下有 32 个回答。邀请回答举报秋风宜人相关推荐 • 如何使用STM32F4自带的SPI来实现对外部FLASH上？ 2016 • 如何利用STM32F1的SPI来实现对外部FLASH的读写呢 1236 • 请问ESP32C3内置FLASH版本产品需要加密吗？ 272 • 请问ESP32C3内置FLASH版本产品需要加密吗？ 271 • 请问ESP32C3内置FLASH版本产品需要加密吗？ 157 • 请问STM32F103用SPI如何读写外部flash 4215 • M261芯片如何用定时器不中断的方式对外部脉冲计数？ 264 • 关于CC2630 ota demo中无法修改外部flash pin的问题，这种现象是修改方式不对还是什么？ 2972 • 请问为什么使用spi向外部的flash写数据的时候使用的缓冲区必须是全局的呢？ 1217 • 求助烧录stm32的spi扩展flash的方法 9773 1个回答

答案对人有帮助，有参考价值 0 前言前面的博客描述了如何读写flash，可能还对读写flash思路还是不是那么的清晰，首先我们用的是外置的flash，就要模拟跟外部硬件通讯的时序，这样外部硬件才能识别主控侧发出的信号是什么！ SPI是全双工，同步的时钟总线！目的通过SPI的方式，实现对外部flash(W25Q128)的读与写，写入的内容读出后在TFTLCD上显示出来。SPI方式可以控制FLASH,EEPROM,虽然前面的博客时使用IIC来控制EEPROM(24c02)，其实是一个结果，用不同的方式实现功能。原理我们来简单看一下内部的构造图：从内部简明图可以看出，主机smart和从机slave都有一个串行移位寄存器，主机通过向他的SPI串行移位寄存器写入数据进行发起数据传输，此寄存器通过MOSI将数据（1BYTE）传输给从机，此时，从机通过自己的移位寄存器将其中的内容（1BYTE）移出来发送给主机，这样就实现了，两个移位寄存器中内容的交换。所以外设的写操作和读操作是也就是这样被完成的。如果只进行写操作，主机只需忽略接收到的字节；反之，若主机要读取从机的一个字节，就必须发送一个空字节来引发从机的传输。 SPI 接口一般使用 4 条线通信： MISO 主设备数据输入，从设备数据输出。 MOSI 主设备数据输出，从设备数据输入。 SCLK 时钟信号，由主设备产生。 CS 从设备片选信号，由主设备控制。通信时钟极性与相位 SPI 总线四线工作方式 SPI 模块为了和外设进行数据交换，根据外设工作要求，其输出串行同步时钟极性和相位可以进行配置，时钟极性（CPOL）对传输协议没有重大的影响。如果CPOL=0，串行同步时钟的空闲状态为低电平；如果 CPOL=1，串行同步时钟的空闲状态为高电平。时钟相位（CPHA）能够配置用于选择两种不同的传输协议之一进行数据传输。如果CPHA=0，在串行同步时钟的第一个跳变沿（上升或下降）数据被采样；如果 CPHA=1，在串行同步时钟的第二个跳变沿（上升或下降）数据被采样。SPI 主模块和与之通信的外设备时钟相位和极性应该一致。对比和IIC对比，两者都是相似的配置方式不同点： IIC：需要模拟真实的硬件时序，数据接收，数据发送的每一个时序需要自己从底层函数构造起来 SPI:不需要构造最基础的单个字节数据发送与接收函数，可以直接调用库函数相同点：初始化结束，构造出能够发送与接受（单个字节）函数，作为调用的接口，在构造能够写入指定的地址，数据，长度等等，都是通过发送和接收函数完成的。从IIC读写24c02(eeprom)到SPI读写falsh（w25q128），都是先构造使用此方式实现器件的读写基础函数，适用于大多数使用此原理进行通信的外部硬件，再根据具体的外部硬件属性，构造出来真正可以与外部器件通信的函数，如果读者没有发现，就需要大家自己要对自己的代码进行总结，为何要分模块编写我们的器件? 硬件连接 PB12控制flash的片选，PB13控制时钟频率，MISO控制数据接收，MOSI控制数据的输出。所以13，114，15可以配置为推挽输出，且是复用的，12设置成一般的推挽输出就可以。基础函数 1.使用SPI方式操作外部器件的初始化 1).GPIO初始化函数： void spi_init(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_Initstructure; SPI_InitTypeDef SPI_Initstructure; RCC_APB1PeriphClockCmd( RCC_APB1Periph_SPI2, ENABLE ); RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE ); GPIO_Initstructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP; GPIO_Initstructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_13\|GPIO_Pin_14\|GPIO_Pin_15; GPIO_Initstructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_Initstructure); GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_13\|GPIO_Pin_14\|GPIO_Pin_15); SPI_Initstructure.SPI_BaudRatePrescaler=SPI_BaudRatePrescaler_256; SPI_Initstructure.SPI_CPHA=SPI_CPHA_2Edge; SPI_Initstructure.SPI_CPOL=SPI_CPOL_High; SPI_Initstructure.SPI_CRCPolynomial= SPI_Initstructure.SPI_DataSize=7; SPI_Initstructure.SPI_Direction=SPI_Direction_2Lines_FullDuplex; SPI_Initstructure.SPI_FirstBit=SPI_FirstBit_MSB; SPI_Initstructure.SPI_Mode=SPI_Mode_Master; SPI_Initstructure.SPI_NSS=SPI_NSS_Soft; SPI_Init(SPI2, &SPI_Initstructure); SPI_Cmd(SPI2, ENABLE); write_read(0xff); } 观察仔细的可能已经发现，上面GPIO初始化少了PB12，为什么这里初始化上呢？因为这个IO口控制两个外设，我们的 F_CS 是连接在 PB12 上面的，W25Q128 和 NRF24L01 共用 SPI2，所以这两个器件在使用的时候，必须分时复用（通过片选控制）才行。我们的这个IO口的初始化就放在具体操作的外设初始化内。 2).对flash的读写1BYTE函数 uint8_t write_read(uint8_t TXDATA) { uint8_t i; while(SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI2, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET) { i++; if(i>200)return 0; } SPI_I2S_SendData(SPI2, TXDATA); i=0; while(SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI2, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET) { i++; if(i>200)return 0; } return SPI_I2S_ReceiveData(SPI2) ; } 根据寄存器标志位判断移位寄存器的状态，参数是要写入的值，return是读到的值，SPI_I2S_SendData(SPI2, TXDATA);和SPI_I2S_ReceiveData(SPI2) ;都是库函数可以调用的，不需要像IIC那样构造时许函数！ 3).SPI速度设置根据预分频值，通过你位操作实现对SPI速率的设置 void SPI2_SetSpeed(uint8_t SPI_BaudRatePrescaler) { assert_param(IS_SPI_BAUDRATE_PRESCALER(SPI_BaudRatePrescaler)); SPI2->CR1&=0XFFC7; SPI2->CR1\|=SPI_BaudRatePrescaler; SPI_Cmd(SPI2,ENABLE); } 2.基于SPI基础函数，搭建属于W25Q128器件的基础通信函数 1）GPIO初始化函数 void W25Q128_init() { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE ); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_12); W25QX_CS=1; spi_init();//引用SPI初始化函数 SPI2_SetSpeed(SPI_BaudRatePrescaler_2);//SPI速率函数调用 version=read_IC_ID();//版本读写函数 } 2）都状态寄存器值函数我们读出来的是一个八位的二进制数据，如下对应， //BIT 7 6 5 4 3 2 1 0 SPR RV TB BP2 BP1 BP0 WEL BUSY 状态保护位 TB,BP2,BP1,BP0:FLASH的区域写保护设置，WEL写使能锁定，BUSY忙标记位 uint8_t read_rs(void) { uint8_t status; W25QX_CS=0; write_read(0x05); status=write_read(0xff); W25QX_CS=1; return status; } 3）写（修改）状态寄存器值函数注意：此函数0，1，6位不可修改 void write_rs(uint8_t data) { W25QX_CS=0; write_read(0x01); write_read(data); W25QX_CS=1; } 4）写使能函数操作WEL位，将其置位 void write_en(void) { W25QX_CS=0; write_read(0x06); W25QX_CS=1; } 5）发送禁止写数据命令也是操作WEL位，将其清零 void write_disEN(void) { W25QX_CS=0; write_read(0x04); W25QX_CS=1; } 6）发送读取器件ID命令 uint16_t read_IC_ID(void) { uint16_t temp=0; W25QX_CS=0; write_read(0x90); write_read(0x00); write_read(0x00); write_read(0x00); temp\|=write_read(0xff)<<8; temp\|=write_read(0xff); W25QX_CS=1; return temp; } 7）从指定地址，读取指定长度的数据 void read_len_data(uint32_t addr,uint16_t len,uint8_t buff) { uint16_t i; W25QX_CS=0; write_read(0x03); write_read((addr>>16)&0xff); write_read((addr>>8)&0xff); write_read(addr&0xff); for(i=0;i { (buff+i)=write_read(0xff); } W25QX_CS=1; } 8)等待BUSY位清空（不忙） void wait_write_end(void) { while((read_rs()&0x01)==0x01); } 9）写一页（小于256字节）数据函数 void write_len_page(uint32_t addr,uint16_t len,uint8_t data) { uint16_t i; write_en(); W25QX_CS=0; write_read(0x02);//·¢ËÍÐ´Ò³µØÖ·ÃüÁî write_read((addr>>16)&0xff); write_read((addr>>8)&0xff); write_read(addr&0xff); for(i=0;i write_read((data+i)); W25QX_CS=1; wait_write_end(); } 10）擦除一个扇区（此flash的datasheet一扇区为4K），也是最小擦除单位 void erase_sector(uint32_t addr) { addr=4096; write_en(); wait_write_end(); W25QX_CS=0; write_read(0x20); write_read((addr>>16)&0xff); write_read((addr>>8)&0xff); write_read(addr&0xff); W25QX_CS=1; wait_write_end(); } 11）擦除整个falsh芯片 void erase_whole_sector(void) { write_en(); wait_write_end(); W25QX_CS=0; write_read(0xC7); W25QX_CS=1; wait_write_end(); } 12）要写入数据的区域都是0xff条件下，写入小于65535个字节函数 void write_len_nocheck(uint32_t addr,uint16_t len,uint8_t data) { uint16_t surplus; surplus=256-len%256; if(surplus>=len)surplus=len; while(1) { write_len_page(addr,surplus,data); if(surplus==len) break; else { addr+=surplus; len-=surplus; data+=surplus; if(len<=256) { surplus=len; } else surplus=256; } } } 13）在写入数据前，不管是否有擦除要写入数据的flash的基础函数，再写入的过程中要判断是否是可写入的 void write_len_check(uint32_t addr,uint16_t len,uint8_t data) { uint32_t sector; uint16_t pag; uint8_t buf; uint16_t purplu; uint16_t number; uint16_t i; sector=addr/4096; pag=addr%4096; purplu=4096-pag; buf=buff; if(purplu>=len) { purplu=len; } while(1) { read_len_data(sector4096,4096,buf); for(number=0;number { if(buf[pag+number]!=0xff) break; } if(number { erase_sector(sector); for(i=0;i { buf[pag+i]=(data+i); } write_len_nocheck(sector4096,4096,buf); } else { write_len_nocheck(addr,purplu,data); } if(len==purplu) break; else { sector++; pag=0; len-=purplu; addr+=purplu; data+=purplu; if(len<=4096)purplu=len; else purplu=4096; } } } 此是stm32开发板测falsh是16MB，分为256块，每块大小为64K，每块分为16扇区，每个扇区4K，每个扇区又分为16页，每页为256字节，这也就是上面的函数为什么写入超过256字节时要经过处理主函数mian #include "led.h" #include "delay.h" #include "key.h" #include "sys.h" #include "lcd.h" #include "usart.h" #include "W25Q128.h" const u8 TEXT_Buffer[]={" STM32 SPI TEST"}; #define SIZE sizeof(TEXT_Buffer) extern uint8_t buff[4096]; int main(void) { uint8_t x=0; uint8_t key; uint8_t datatemp[SIZE]; uint32_t FLASH_SIZE; delay_init(); uart_init(115200); LED_Init(); LCD_Init(); KEY_Init(); W25Q128_init(); while(read_IC_ID()!=0xEF17) { LCD_ShowString(30,150,200,16,16,"W25Q128 Check Failed!"); delay_ms(500); LCD_ShowString(30,150,200,16,16,"Please Check! "); delay_ms(500); LED0=!LED0; } while(1) { key=KEY_Scan(0); if(key==KEY1_PRES) { LCD_Fill(0,170,239,319,WHITE); LCD_ShowString(30,170,200,16,16,"Start Write W25Q128...."); write_len_check(FLASH_SIZE-100,SIZE,(u8)TEXT_Buffer); LCD_ShowString(30,170,200,16,16,"W25Q128 Write Finished!"); } if(key==KEY0_PRES) { LCD_ShowString(30,170,200,16,16,"Start Read W25Q128.... "); read_len_data(FLASH_SIZE-100,SIZE,datatemp); LCD_ShowString(30,170,200,16,16,"The Data Readed Is: "); LCD_ShowString(30,190,200,16,16,datatemp); } } } 实验现象通过先按KEY1 按键写入数据，然后按 KEY0 读取数据，显示屏上显示结果，写入的数据可以自行修改！流程总结先获得首地址（WriteAddr）所在的扇区，并计算在扇区内的偏移，然后判断要写入的数据长度是否超过本扇区所剩下的长度，如果不超过，再先看看是否要擦除，如果不要，则直接写入数据即可，如果要则读出整个扇区，在偏移处开始写入指定长度的数据，然后擦除这个扇区，再一次性写入。当所需要写入的数据长度超过一个扇区的长度的时候，我们先按照前面的步骤把扇区剩余部分写完，再在新扇区内执行同样的操作，如此循环，直到写入结束。从代码可以看出，我们在SPI函数的基础之上，是以256字节的单位（页）大小区域上进行写操作的（读操作比较简单就不陈述），超过256的我们需要构造函数，使得地址加256，继续进行写操作，如果写的数据超过了一个扇区（4K），需要对超过扇区的地址数据进行累加，利用扇区偏移，来操作扇区级别的数据写入！这两个数据处理关键点需要我们抓住，这样就能构造出在64M（1块）内进行数据的连续写操作。其他通过按键控制数据的写入与读出，TFTLCD显示结果，调用前面我的博客的头文件及初始化函数即可，基础的函数当然还有，都是一个原理，器件的参数，属性都需要参照器件的datasheet，虽然有些许器件原理和大小都是相同的，也不排除例外，还是建议去参照数据手册收再编写程序

2021-12-17 14:01:41 评论举报李英健