如何利用STM32F1的SPI来实现对外部FLASH的读写呢

本章介绍STM32F1的SPI功能，利用STM32F1自带的SPI来实现对外部FLASH（W25Q128）的读写，并将结果显示在TFTLCD模块上。


















































main函数


#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "key.h"
#include "sys.h"
#include "lcd.h"
#include "usart.h"         
#include "w25qxx.h"         
                                        
//要写入到W25Q64的字符串数组
const u8 TEXT_Buffer[]={"WarShipSTM32 SPI TEST"};
#define SIZE sizeof(TEXT_Buffer)


int main(void)
{         
        u8 key;
        u16 i=0;
        u8 datatemp[SIZE];
        u32 FLASH_SIZE;
         
        delay_init();                     //延时函数初始化          
        NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置中断优先级分组为组2：2位抢占优先级，2位响应优先级
        uart_init(115200);                 //串口初始化为115200
        LED_Init();                                  //初始化与LED连接的硬件接口
        LCD_Init();                                   //初始化LCD        
        KEY_Init();                                //按键初始化                                 
        W25QXX_Init();                        //W25QXX初始化


        POINT_COLOR=RED;//设置字体为红色
        LCD_ShowString(30,50,200,16,16,"WarShip STM32");       
        LCD_ShowString(30,70,200,16,16,"SPI TEST");       
        LCD_ShowString(30,90,200,16,16,"ATOM@ALIENTEK");
        LCD_ShowString(30,110,200,16,16,"2015/1/15");       
        LCD_ShowString(30,130,200,16,16,"KEY1:Write  KEY0:Read");        //显示提示信息               
       
        while(W25QXX_ReadID()!=W25Q128)         //检测不到W25Q128
        {
                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;//DS0闪烁
        }
       
        LCD_ShowString(30,150,200,16,16,"W25Q128 Ready!");   
        FLASH_SIZE=128*1024*1024;        //FLASH 大小为16M字节
        POINT_COLOR=BLUE;//设置字体为蓝色          
        while(1)
        {
                key=KEY_Scan(0);
                if(key==KEY1_PRES)        //KEY1按下,写入W25QXX
                {
                        LCD_Fill(0,170,239,319,WHITE);//清除半屏   
                        LCD_ShowString(30,170,200,16,16,"Start Write W25Q128....");
                        W25QXX_Write((u8*)TEXT_Buffer,FLASH_SIZE-100,SIZE);                        //从倒数第100个地址处开始,写入SIZE长度的数据
                        LCD_ShowString(30,170,200,16,16,"W25Q128 Write Finished!");        //提示传送完成
                }
                if(key==KEY0_PRES)        //KEY0按下,读取字符串并显示
                {
                        LCD_ShowString(30,170,200,16,16,"Start Read W25Q128.... ");
                        W25QXX_Read(datatemp,FLASH_SIZE-100,SIZE);                                        //从倒数第100个地址处开始,读出SIZE个字节
                        LCD_ShowString(30,170,200,16,16,"The Data Readed Is:  ");        //提示传送完成
                        LCD_ShowString(30,190,200,16,16,datatemp);//显示读到的字符串
                }
                i++;
                delay_ms(10);
                if(i==20)
                {
                        LED0=!LED0;//提示系统正在运行       
                        i=0;
                }                  
        }
}
spi.c函数


#include "spi.h"


//以下是SPI模块的初始化代码，配置成主机模式，访问SD Card/W25Q64/NRF24L01                                                  
//SPI口初始化
//这里针是对SPI2的初始化
void SPI2_Init(void)
{
        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
        SPI_InitTypeDef  SPI_InitStructure;


        RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE );//PORTB时钟使能
        RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_SPI2,ENABLE );//SPI2时钟使能        

        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_14 | GPIO_Pin_15;
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  //PB13/14/15复用推挽输出
        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
        GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOB
        GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_13|GPIO_Pin_14|GPIO_Pin_15);  //PB13/14/15上拉


        SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;  //设置SPI单向或者双向的数据模式:SPI设置为双线双向全双工
        SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;                //设置SPI工作模式:设置为主SPI
        SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;                //设置SPI的数据大小:SPI发送接收8位帧结构
        SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High;                //串行同步时钟的空闲状态为高电平
        SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;        //串行同步时钟的第二个跳变沿（上升或下降）数据被采样
        SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;                //NSS信号由硬件（NSS管脚）还是软件（使用SSI位）管理:内部NSS信号有SSI位控制
        SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_256;                //定义波特率预分频的值:波特率预分频值为256
        SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;        //指定数据传输从MSB位还是LSB位开始:数据传输从MSB位开始
        SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;        //CRC值计算的多项式
        SPI_Init(SPI2, &SPI_InitStructure);  //根据SPI_InitStruct中指定的参数初始化外设SPIx寄存器

        SPI_Cmd(SPI2, ENABLE); //使能SPI2外设
       
        SPI2_ReadWriteByte(0xff);//启动传输                 
}  




//SPI 速度设置函数
//SpeedSet:
//SPI_BaudRatePrescaler_2   2分频   
//SPI_BaudRatePrescaler_8   8分频   
//SPI_BaudRatePrescaler_16  16分频  
//SPI_BaudRatePrescaler_256 256分频  
void SPI2_SetSpeed(u8 SPI_BaudRatePrescaler)
{
        assert_param(IS_SPI_BAUDRATE_PRESCALER(SPI_BaudRatePrescaler));
        SPI2->CR1&=0XFFC7;
        SPI2->CR1|=SPI_BaudRatePrescaler;        //设置SPI2速度
        SPI_Cmd(SPI2,ENABLE);
}




//SPIx 读写一个字节
//TxData:要写入的字节
//返回值:读取到的字节
u8 SPI2_ReadWriteByte(u8 TxData)
{               
        u8 retry=0;                                        
        while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI2, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET) //检查指定的SPI标志位设置与否:发送缓存空标志位
        {
                retry++;
                if(retry>200)return 0;
        }                          
        SPI_I2S_SendData(SPI2, TxData); //通过外设SPIx发送一个数据
        retry=0;


        while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI2, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET) //检查指定的SPI标志位设置与否:接受缓存非空标志位
        {
                retry++;
                if(retry>200)return 0;
        }                                                              
        return SPI_I2S_ReceiveData(SPI2); //返回通过SPIx最近接收的数据                                            
}

w25q128.c函数


#include "w25qxx.h"
#include "spi.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"


u16 W25QXX_TYPE=W25Q128;        //默认是W25Q128


//4Kbytes为一个Sector扇区
//16个扇区为1个Block块
//W25Q128 容量为16M字节,共有128个Block,4096个Sector                                                                                                          
//初始化SPI FLASH的IO口
void W25QXX_Init(void)
{       
        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
        RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);//PORTB时钟使能


        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;  // PB12 推挽
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;  //推挽输出
        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
        GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
        GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_12);

    W25QXX_CS=1;                        //SPI FLASH不选中
        SPI2_Init();                           //初始化SPI
        SPI2_SetSpeed(SPI_BaudRatePrescaler_2);//设置为18M时钟,高速模式
        W25QXX_TYPE=W25QXX_ReadID();//读取FLASH ID.  
}  


//读取W25QXX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 W25QXX_ReadSR(void)   
{  
        u8 byte=0;   
        W25QXX_CS=0;                            //使能器件   
        SPI2_ReadWriteByte(W25X_ReadStatusReg); //发送读取状态寄存器命令   
        byte=SPI2_ReadWriteByte(0Xff);          //读取一个字节  
        W25QXX_CS=1;                            //取消片选     
        return byte;   
}




//写W25QXX状态寄存器
//只有SPR,TB,BP2,BP1,BP0(bit 7,5,4,3,2)可以写!!!
void W25QXX_Write_SR(u8 sr)   
{   
        W25QXX_CS=0;                            //使能器件   
        SPI2_ReadWriteByte(W25X_WriteStatusReg);//发送写取状态寄存器命令   
        SPI2_ReadWriteByte(sr);                       //写入一个字节  
        W25QXX_CS=1;                            //取消片选                  
}   




//W25QXX写使能       
//将WEL置位   
void W25QXX_Write_Enable(void)   
{
        W25QXX_CS=0;                                  //使能器件   
    SPI2_ReadWriteByte(W25X_WriteEnable);         //发送写使能  
        W25QXX_CS=1;                                   //取消片选                  
}




//W25QXX写禁止       
//将WEL清零  
void W25QXX_Write_Disable(void)   
{  
        W25QXX_CS=0;                            //使能器件   
    SPI2_ReadWriteByte(W25X_WriteDisable);  //发送写禁止指令   
        W25QXX_CS=1;                            //取消片选                  
}




//读取芯片ID
//返回值如下:                                  
//0XEF13,表示芯片型号为W25Q80  
//0XEF14,表示芯片型号为W25Q16   
//0XEF15,表示芯片型号为W25Q32  
//0XEF16,表示芯片型号为W25Q64
//0XEF17,表示芯片型号为W25Q128           
u16 W25QXX_ReadID(void)
{
        u16 Temp = 0;          
        W25QXX_CS=0;                                    
        SPI2_ReadWriteByte(0x90);//发送读取ID命令            
        SPI2_ReadWriteByte(0x00);             
        SPI2_ReadWriteByte(0x00);             
        SPI2_ReadWriteByte(0x00);                                    
        Temp|=SPI2_ReadWriteByte(0xFF)<<8;  
        Temp|=SPI2_ReadWriteByte(0xFF);         
        W25QXX_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: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 W25QXX_Read(u8* pBuffer,u32 ReadAddr,u16 NumByteToRead)   
{
        u16 i;                                                                                       
        W25QXX_CS=0;                                    //使能器件   
    SPI2_ReadWriteByte(W25X_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         {
        pBuffer=SPI2_ReadWriteByte(0XFF);           //循环读数  
    }
        W25QXX_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: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 W25QXX_Write_Page(u8* pBuffer,u32 WriteAddr,u16 NumByteToWrite)
{
        u16 i;  
    W25QXX_Write_Enable();                          //SET WEL
        W25QXX_CS=0;                                    //使能器件   
    SPI2_ReadWriteByte(W25X_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);//循环写数  
        W25QXX_CS=1;                                    //取消片选
        W25QXX_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 W25QXX_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)
        {          
                W25QXX_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 W25QXX_BUFFER[4096];                 
void W25QXX_Write(u8* pBuffer,u32 WriteAddr,u16 NumByteToWrite)   
{
        u32 secpos;
        u16 secoff;
        u16 secremain;          
        u16 i;   
        u8 * W25QXX_BUF;          
           W25QXX_BUF=W25QXX_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:%Xrn",WriteAddr,NumByteToWrite);//测试用
        if(NumByteToWrite<=secremain)secremain=NumByteToWrite;//不大于4096个字节
        while(1)
        {       
                W25QXX_Read(W25QXX_BUF,secpos*4096,4096);//读出整个扇区的内容
                for(i=0;i                 {
                        if(W25QXX_BUF[secoff+i]!=0XFF)break;//需要擦除            
                }
                if(i                 {
                        W25QXX_Erase_Sector(secpos);                //擦除这个扇区
                        for(i=0;i                         {
                                W25QXX_BUF[i+secoff]=pBuffer;          
                        }
                        W25QXX_Write_NoCheck(W25QXX_BUF,secpos*4096,4096);//写入整个扇区  


                }else W25QXX_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 W25QXX_Erase_Chip(void)   
{                                   
    W25QXX_Write_Enable();                                  //SET WEL
    W25QXX_Wait_Busy();   
          W25QXX_CS=0;                                    //使能器件   
    SPI2_ReadWriteByte(W25X_ChipErase);                //发送片擦除命令  
        W25QXX_CS=1;                                    //取消片选                  
        W25QXX_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 W25QXX_Erase_Sector(u32 Dst_Addr)   
{  
        //监视falsh擦除情况,测试用   
        printf("fe:%xrn",Dst_Addr);          
        Dst_Addr*=4096;
    W25QXX_Write_Enable();                          //SET WEL          
    W25QXX_Wait_Busy();   
          W25QXX_CS=0;                                    //使能器件   
    SPI2_ReadWriteByte(W25X_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);  
        W25QXX_CS=1;                                    //取消片选                  
    W25QXX_Wait_Busy();                                                      //等待擦除完成
}




//等待空闲
void W25QXX_Wait_Busy(void)   
{   
        while((W25QXX_ReadSR()&0x01)==0x01);                  // 等待BUSY位清空
}




//进入掉电模式
void W25QXX_PowerDown(void)   
{
          W25QXX_CS=0;                                            //使能器件   
    SPI2_ReadWriteByte(W25X_PowerDown);        //发送掉电命令  
        W25QXX_CS=1;                                    //取消片选                  
    delay_us(3);                               //等待TPD  
}




//唤醒
void W25QXX_WAKEUP(void)   
{  
          W25QXX_CS=0;                                    //使能器件   
    SPI2_ReadWriteByte(W25X_ReleasePowerDown);        //send W25X_PowerDown command 0xAB   
        W25QXX_CS=1;                                    //取消片选                  
    delay_us(3);                                    //等待TRES1
}   
w25q128.h


#ifndef __FLASH_H
#define __FLASH_H                            
#include "sys.h"
          
//W25X系列/Q系列芯片列表          
//W25Q80  ID  0XEF13
//W25Q16  ID  0XEF14
//W25Q32  ID  0XEF15
//W25Q64  ID  0XEF16       
//W25Q128 ID  0XEF17       
#define W25Q80         0XEF13        
#define W25Q16         0XEF14
#define W25Q32         0XEF15
#define W25Q64         0XEF16
#define W25Q128        0XEF17


extern u16 W25QXX_TYPE;                                        //定义W25QXX芯片型号                  


#define        W25QXX_CS                 PBout(12)                  //W25QXX的片选信号
                                 



//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


void W25QXX_Init(void);
u16  W25QXX_ReadID(void);                              //读取FLASH ID
u8         W25QXX_ReadSR(void);                        //读取状态寄存器
void W25QXX_Write_SR(u8 sr);                          //写状态寄存器
void W25QXX_Write_Enable(void);                  //写使能
void W25QXX_Write_Disable(void);                //写保护
void W25QXX_Write_NoCheck(u8* pBuffer,u32 WriteAddr,u16 NumByteToWrite);
void W25QXX_Read(u8* pBuffer,u32 ReadAddr,u16 NumByteToRead);   //读取flash
void W25QXX_Write(u8* pBuffer,u32 WriteAddr,u16 NumByteToWrite);//写入flash
void W25QXX_Erase_Chip(void);                      //整片擦除
void W25QXX_Erase_Sector(u32 Dst_Addr);        //扇区擦除
void W25QXX_Wait_Busy(void);                   //等待空闲
void W25QXX_PowerDown(void);                //进入掉电模式
void W25QXX_WAKEUP(void);                                //唤醒
#endif
;