STM32入門學(xué)習(xí)筆記之外置FLASH讀寫實(shí)驗(yàn)（上）

15.1 FLASH

Flash，全名叫做Flash EEPROM Memory，即平時(shí)所說(shuō)的“閃存”，它結(jié)合了ROM和RAM的長(zhǎng)處，不僅可以反復(fù)擦除，還可以快速讀取數(shù)據(jù)，STM32運(yùn)行的程序其實(shí)就是存放在Flash當(dāng)中，但是由于STM32的Flash一般1M左右，只能存儲(chǔ)程序大小的數(shù)據(jù)，所以往往需要外擴(kuò)Flash來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，比如LCD界面當(dāng)中的漢字字庫(kù)，以及文件系統(tǒng)中讀取的文件內(nèi)容。

但是一般Flash的擦除次數(shù)有限制，STM32F1系列最新的文檔指出，片內(nèi)的FLASH擦寫次數(shù)大約在1W次左右，所以一般Flash用于擦除次數(shù)不多，但是數(shù)據(jù)量很大的場(chǎng)合。

這個(gè)Flash讀寫實(shí)驗(yàn)我們用到的芯片是W25Q128，這是一款采用SPI協(xié)議進(jìn)行讀寫的Flash芯片，存儲(chǔ)容量為128Mbit，合計(jì)16Mbyte，工作電壓2.7V~3.6V。這個(gè)實(shí)驗(yàn)我們采用STM32內(nèi)置的SPI模塊來(lái)進(jìn)行對(duì)芯片的讀寫操作，STM32F1的SPI功能很強(qiáng)大，SPI時(shí)鐘最高可以到18MHz，支持DMA，可以配置為SPI協(xié)議或者I2S協(xié)議。

15.2 硬件SPI模塊

通過(guò)之前51單片機(jī)開發(fā)我們可以知道，SPI協(xié)議一共需要四根線來(lái)完成數(shù)據(jù)通信，即片選CS，總線時(shí)鐘SCK，主機(jī)輸入從機(jī)輸出MISO和主機(jī)輸出從機(jī)輸入MOSI四根數(shù)據(jù)線。STM32的內(nèi)部SPI模塊結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示。

從上面的結(jié)構(gòu)框圖我們可以發(fā)現(xiàn)，硬件SPI的優(yōu)勢(shì)就在于開發(fā)者不需要考慮SPI的詳細(xì)參數(shù)以及時(shí)序，只需要配置內(nèi)部的寄存器，設(shè)置速率，電平就可以實(shí)現(xiàn)SPI通信。

15.3 相關(guān)寄存器

15.3.1 SPI控制寄存器1：SPIx_CR1

Bit 15：雙向數(shù)據(jù)模式使能

0：選擇雙線雙向模式

1：選擇單線雙向模式

Bit 14：雙向模式下的輸出使能

0：輸出禁止（只收模式）

1：輸出使能（只發(fā)模式）

Bit 13：硬件CRC校驗(yàn)使能

0：禁止CRC計(jì)算

1：?jiǎn)?dòng)CRC計(jì)算

Bit 12：下一個(gè)發(fā)送CRC

0：下一個(gè)發(fā)送的值來(lái)自發(fā)送緩沖區(qū)

1：下一個(gè)發(fā)送的值來(lái)自發(fā)送CRC寄存器

Bit 11：數(shù)據(jù)幀格式

0：使用8位數(shù)據(jù)幀格式進(jìn)行發(fā)送/接收

1：使用16位數(shù)據(jù)幀格式進(jìn)行發(fā)送/接收

Bit 10：只接收

0：全雙工（發(fā)送和接收）

1：禁止輸出（只接收模式）

Bit 9：軟件從設(shè)備管理

0：禁止軟件從設(shè)備管理

1：?jiǎn)⒂密浖脑O(shè)備管理

Bit 8：內(nèi)部從設(shè)備選擇

注：該位只在SSM位為1時(shí)有意義。它決定了NSS上的電平，在NSS引腳上的I/O操作無(wú)效

Bit 7：幀格式

0：先發(fā)送MSB

1：先發(fā)送LSB

Bit 6：SPI使能

0：禁止SPI設(shè)備

1：開啟SPI設(shè)備

Bit 5~Bit 3：波特率控制

000：f PCLK /2

001：f PCLK /4

010：f PCLK /8

011：f PCLK /16

100：f PCLK /32

101：f PCLK /64

110：f PCLK /128

111：f PCLK /256

Bit 2：主設(shè)備選擇

0：配置為從設(shè)備

1：配置為主設(shè)備

Bit 1：時(shí)鐘極性

0：空閑狀態(tài)時(shí)，SCK保持低電平

1：空閑狀態(tài)時(shí)，SCK保持高電平

Bit 0：時(shí)鐘相位

0：數(shù)據(jù)采樣從第一個(gè)時(shí)鐘邊沿開始

1：數(shù)據(jù)采樣從第二個(gè)時(shí)鐘邊沿開始

15.3.2 SPI狀態(tài)寄存器：SPIx_SR

Bit 7：忙標(biāo)志

0：SPI不忙

1：SPI正忙于通信，或者發(fā)送緩沖非空

Bit 6：溢出標(biāo)志

0：沒(méi)有出現(xiàn)溢出錯(cuò)誤

1：出現(xiàn)溢出錯(cuò)誤

Bit 5：模式錯(cuò)誤（在SPI模式下不使用）

0：沒(méi)有出現(xiàn)模式錯(cuò)誤

1：出現(xiàn)模式錯(cuò)誤

Bit 4：CRC錯(cuò)誤標(biāo)志（在SPI模式下不使用）

0：收到的CRC值和SPI_RXCRCR寄存器中的值匹配

1：收到的CRC值和SPI_RXCRCR寄存器中的值不匹配

Bit 3：下溢標(biāo)志位（在SPI模式下不使用）

0：未發(fā)生下溢

1：發(fā)生下溢

Bit 2：聲道（在SPI模式下不使用）

0：需要傳輸或者接收左聲道

1：需要傳輸或者接收右聲道

Bit 1：發(fā)送緩沖為空

0：發(fā)送緩沖非空

1：發(fā)送緩沖為空

Bit 0：接收緩沖非空

0：接收緩沖為空

1：接收緩沖非空

15.4 實(shí)驗(yàn)例程

功能：在Flash中寫入一段字符串，而后讀出來(lái)并顯示在TFTLCD上。

（1）創(chuàng)建w25q128.h并輸入以下代碼。

/*********************************************************************************************************
                FLASH    驅(qū)    動(dòng)    文    件
*********************************************************************************************************/
#ifndef _W25Q128_H_
#define _W25Q128_H_


#include "sys.h"
/*********************************************************************************************************
                  端    口    定    義
*********************************************************************************************************/
#define  W25QXX_CS  PBout( 12 )                                      //W25QXX的片選信號(hào)
/*********************************************************************************************************
                  數(shù)    據(jù)    定    義
*********************************************************************************************************/
//SPI總線速度設(shè)置
#define SPI_SPEED_2       0
#define SPI_SPEED_4       1
#define SPI_SPEED_8       2
#define SPI_SPEED_16      3
#define SPI_SPEED_32     4
#define SPI_SPEED_64     5
#define SPI_SPEED_128     6
#define SPI_SPEED_256     7
//指令表
#define W25X_WriteEnable    0x06
#define W25X_WriteDisable    0x04
#define W25X_ReadStatusReg    0x05
#define W25X_WriteStatusReg    0x01
#define W25X_ReadData      0x03
#define W25X_FastReadData    0x0B
#define W25X_FastReadDual    0x3B
#define W25X_PageProgram    0x02
#define W25X_BlockErase      0xD8
#define W25X_SectorErase    0x20
#define W25X_ChipErase      0xC7
#define W25X_PowerDown      0xB9
#define W25X_ReleasePowerDown  0xAB
#define W25X_DeviceID      0xAB
#define W25X_ManufactDeviceID  0x90
#define W25X_JedecDeviceID    0x9F
/*********************************************************************************************************
                  函    數(shù)    列    表
*********************************************************************************************************/
void W25QXX_Init( void ) ;                                        //初始化Flash
void W25QXX_Read( u8* pBuffer, u32 Address, u16 Len ) ;                          //讀取Flash
void W25QXX_Write( u8* pBuffer, u32 WriteAddr, u16 NumByteToWrite ) ;                  //寫入Flash
void W25QXX_Erase_Chip( void ) ;                                    //整片擦除
void W25QXX_Erase_Sector( u32 Dst_Addr ) ;                                //扇區(qū)擦除


#endif