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使用GD32F470的硬件SPI读写W25Q64

article 2025/2/10 0:19:24

代码简单改下引脚定义便可以使用！

使用的单片机具体型号：GD32F470ZGT6

简单介绍下W25Q64：

/* W25Q64 性能参数 */
/* 容量：8MByte = 64Mbit */
/* 有128个块，每个块有64KByte */
/* 每个块有16个扇区，每个扇区有4KByte */
/* 每个扇区有16页，每个页有256Byte */
/* 最小擦除单位：扇区：4KByte */
/* 最大写入单位：页：256Byte */

 w25q64.c：

#include "bsp_w25q64.h"
#include "bsp_usart.h"
#include "systick.h"



#define uchar   uint8_t
#define ushort  uint16_t
#define ulong   uint32_t




/**********************************************************
 * 函 数 名 称：w25q64_init_config
 * 函 数 功 能：w25q64初始化
 * 传 入 参 数：无
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LCKFB
 * 备       注：无
**********************************************************/
void w25q64_init_config(void)
{
    //SPI参数定义结构体
    spi_parameter_struct spi_init_struct;

    rcu_periph_clock_enable(W25Q64_SPI_CLK_RCU);  // 使用F端口
    rcu_periph_clock_enable(W25Q64_SPI_MISO_RCU);  // 使用F端口
    rcu_periph_clock_enable(W25Q64_SPI_MOSI_RCU);  // 使用F端口
    rcu_periph_clock_enable(W25Q64_SPI_RCU);     // 使能SPI4
    //引脚复用
    gpio_af_set(W25Q64_SPI_CLK_PORT, W25Q64_SPI_AF, W25Q64_SPI_CLK_PIN);
    gpio_af_set(W25Q64_SPI_MISO_PORT, W25Q64_SPI_AF, W25Q64_SPI_MISO_PIN);
    gpio_af_set(W25Q64_SPI_MOSI_PORT, W25Q64_SPI_AF, W25Q64_SPI_MOSI_PIN);
    //引脚模式
    gpio_mode_set(W25Q64_SPI_CLK_PORT, GPIO_MODE_AF, GPIO_PUPD_NONE, W25Q64_SPI_CLK_PIN);
    gpio_mode_set(W25Q64_SPI_MISO_PORT, GPIO_MODE_AF, GPIO_PUPD_NONE, W25Q64_SPI_MISO_PIN);
    gpio_mode_set(W25Q64_SPI_MOSI_PORT, GPIO_MODE_AF, GPIO_PUPD_NONE, W25Q64_SPI_MOSI_PIN);
    //输出模式
    gpio_output_options_set(W25Q64_SPI_CLK_PORT, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, W25Q64_SPI_CLK_PIN);
    gpio_output_options_set(W25Q64_SPI_MISO_PORT, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, W25Q64_SPI_MISO_PIN);
    gpio_output_options_set(W25Q64_SPI_MOSI_PORT, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, W25Q64_SPI_MOSI_PIN);

    //开启CS引脚时钟
    rcu_periph_clock_enable(W25Q64_SPI_CS_RCU);
    //配置CS引脚模式
    gpio_mode_set(W25Q64_SPI_CS_PORT, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_PULLUP, W25Q64_SPI_CS_PIN);
    //配置CS输出模式
    gpio_output_options_set(W25Q64_SPI_CS_PORT, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, W25Q64_SPI_CS_PIN);
    //W25Q64不选中
    gpio_bit_write(W25Q64_SPI_CS_PORT, W25Q64_SPI_CS_PIN, SET);

    spi_init_struct.trans_mode           = SPI_TRANSMODE_FULLDUPLEX;  	// 传输模式全双工
    spi_init_struct.device_mode          = SPI_MASTER;                	// 配置为主机
    spi_init_struct.frame_size           = SPI_FRAMESIZE_8BIT;        	// 8位数据
    spi_init_struct.clock_polarity_phase = SPI_CK_PL_LOW_PH_1EDGE;		//极性相位，模式3（1，1）
    spi_init_struct.nss                  = SPI_NSS_SOFT;              	//软件cs
    spi_init_struct.prescale             = SPI_PSC_32;                 	//SPI时钟预分频为32(SPI通信速度有讲究，如果太快，会导致波形和预期现象都出现偏差)
    spi_init_struct.endian               = SPI_ENDIAN_MSB;            	//高位在前
    //将参数填入SPI4
    spi_init(W25Q64_SPIx, &spi_init_struct);
    //使能SPI
    spi_enable(W25Q64_SPIx);

}


static uchar spi_read_write_byte(uchar dat)
{
    //等待发送缓冲区为空
    while(RESET == spi_i2s_flag_get(W25Q64_SPIx,  SPI_FLAG_TBE) );
    spi_i2s_data_transmit(W25Q64_SPIx, dat);
    //等待接收缓冲区为空
    while(RESET == spi_i2s_flag_get(W25Q64_SPIx,  SPI_FLAG_RBNE) );
    return spi_i2s_data_receive(W25Q64_SPIx);
}


ushort W25Q64_readID(void)
{
    ushort  temp = 0;
    W25Q64_CS(0);										// 片选W25Q64

    spi_read_write_byte(W25Q64_Manufacturer_Device_ID);//发送读取ID命令
    spi_read_write_byte(0x00);
    spi_read_write_byte(0x00);
    spi_read_write_byte(0x00);

    //接收数据
    temp |= spi_read_write_byte(0xFF) << 8;               // 读取 manufacturer ID，固定为EF
    temp |= spi_read_write_byte(0xFF);                    // 读取 device ID

	W25Q64_CS(1);										// 取消片选
    return temp;
}

static void W25Q64_write_enable(void)
{
	W25Q64_CS(0);
	spi_read_write_byte(W25Q64_Write_Enable);				// 发送写使能指令
	W25Q64_CS(1);
}


/**********************************************************
 * 函 数 名 称：W25Q64_wait_busy
 * 函 数 功 能：判断W25Q64是否忙
 * 传 入 参 数：无
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LCKFB
 * 备       注：无
**********************************************************/
void W25Q64_wait_busy(void)
{
    unsigned char byte = 0;
    do
    {
        W25Q64_CS(0);
        spi_read_write_byte(W25Q64_Read_Status_register_1);
        byte = spi_read_write_byte(0Xff);
        W25Q64_CS(1);
    }
    while( ( byte & 0x01 ) == 1 );          // 如果得到的数据最低位是1，则等待
}


/**********************************************************
 * 函 数 名 称：W25Q64_erase_sector
 * 函 数 功 能：擦除一个扇区
 * 传 入 参 数：addr=擦除的扇区号
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LCKFB
 * 备       注：addr=擦除的扇区号，范围=0~15
**********************************************************/
void W25Q64_erase_sector(ulong addr)
{
    addr *= 4096;
    W25Q64_write_enable();  //写使能
    W25Q64_wait_busy();     //判断忙
    W25Q64_CS(0);
    spi_read_write_byte(W25Q64_Sector_Erase_4KB);
    spi_read_write_byte((uchar)((addr) >> 16));
    spi_read_write_byte((uchar)((addr) >> 8));
    spi_read_write_byte((uchar)addr);
    W25Q64_CS(1);
}

// /**********************************************************
//  * 函 数 名 称：W25Q64_write
//  * 函 数 功 能：写数据到W25Q64进行保存
//  * 传 入 参 数：buffer=写入的数据内容	addr=写入地址	numbyte=写入数据的长度
//  * 函 数 返 回：无
//  * 作       者：LCKFB
//  * 备       注：无
// **********************************************************/
// void W25Q64_write(uchar *buffer, ulong addr, ushort numbyte)
// {
//     unsigned int i = 0;
//     W25Q64_erase_sector(addr / 4096); //擦除扇区数据,2^12=4096

//     //等待擦除完成
//     W25Q64_wait_busy();

//     delay_ms(50);
//     W25Q64_write_enable();//写使能
//     W25Q64_wait_busy(); //忙检测
//     //写入数据
//     W25Q64_CS(0);
//     spi_read_write_byte(W25Q64_Page_Program);
//     spi_read_write_byte((uchar)((addr) >> 16));
//     spi_read_write_byte((uchar)((addr) >> 8));
//     spi_read_write_byte((uchar)addr);
//     for(i = 0; i < numbyte; i++)
//     {
//         spi_read_write_byte(buffer[i]);
//     }
//     W25Q64_CS(1);
// }

// /**********************************************************
//  * 函 数 名 称：W25Q64_read
//  * 函 数 功 能：读取W25Q64的数据
//  * 传 入 参 数：buffer=读出数据的保存地址  read_addr=读取地址		read_length=读去长度
//  * 函 数 返 回：无
//  * 作       者：LCKFB
//  * 备       注：无
// **********************************************************/
// void W25Q64_read(uchar *buffer, ulong read_addr, ushort read_length)
// {
//     ushort i;
//     //等待擦除完成
//     W25Q64_wait_busy();

//     W25Q64_CS(0);
//     spi_read_write_byte(W25Q64_Read_Data);
//     spi_read_write_byte((uchar)((read_addr) >> 16));
//     spi_read_write_byte((uchar)((read_addr) >> 8));
//     spi_read_write_byte((uchar)read_addr);
//     for(i = 0; i < read_length; i++)
//     {
//         buffer[i] = spi_read_write_byte(0XFF);
//     }
//     W25Q64_CS(1);
// }



/* 写入数据 */
/* buffer   : 字符数组 */
/* section  : 扇区，0-2047 */
/* page     : 页数，0-15 */
/* addr     : 具体地址，0-255 */
/* numbyte  : 写入多少个数据，0-255 */
uchar W25Q64_write(uchar *buffer, ushort section, uchar page, ushort addr, ushort numbyte)
{
    // 输入地址越界
    if((section < 0) || (section > 2047) || (page > 15) || (page < 0) || (addr >255) || (addr < 0))
    {
        return 1;
    }
    // 输入字节数超过每页的数量，会造成数据覆盖
    if(addr + numbyte > 255)
    {
        return 2;
    }

    ulong write_addr = (section * 4096) + (page * 256) + addr;
    W25Q64_erase_sector(section);   //擦除扇区数据,2^12=4096

    //等待擦除完成
    W25Q64_wait_busy();

    delay_ms(50);
    W25Q64_write_enable();          //写使能
    W25Q64_wait_busy();             //忙检测

    //写入数据
    W25Q64_CS(0);
    spi_read_write_byte(W25Q64_Page_Program);
    spi_read_write_byte((uchar)((write_addr) >> 16));
    spi_read_write_byte((uchar)((write_addr) >> 8));
    spi_read_write_byte((uchar)write_addr);
    for(ushort i = 0; i < numbyte; i++)
    {
        spi_read_write_byte(buffer[i]);
    }
    W25Q64_CS(1);

    return 0;
}

/* 写入数据 */
/* buffer   : 字符数组 */
/* section  : 扇区，0-2047 */
/* page     : 页数，0-15 */
/* addr     : 具体地址，0-255 */
/* numbyte  : 写入多少个数据，0-255 */
uchar W25Q64_read(uchar *buffer, ushort section, uchar page, ushort addr, ushort numbyte)
{
    // 输入地址越界
    if((section < 0) || (section > 2047) || (page > 15) || (page < 0) || (addr >255) || (addr < 0))
    {
        return 1;
    }
    // 输入字节数超过每页的数量，会造成数据错误
    if(addr + numbyte > 255)
    {
        return 2;
    }
    
    ulong read_addr = (section * 4096) + (page * 256) + addr;
    //等待擦除完成
    W25Q64_wait_busy();

    W25Q64_CS(0);
    spi_read_write_byte(W25Q64_Read_Data);
    spi_read_write_byte((uchar)((read_addr) >> 16));
    spi_read_write_byte((uchar)((read_addr) >> 8));
    spi_read_write_byte((uchar)read_addr);
    for(ushort i = 0; i < numbyte; i++)
    {
        buffer[i] = spi_read_write_byte(0XFF);
    }
    W25Q64_CS(1);

    return 0;
}

w25q64.h:

#ifndef _BSP_W25Q64_H__
#define _BSP_W25Q64_H__

#include "gd32f4xx.h"
#include "gd32f470_config.h"



/* W25Q64 性能参数 */
/* 容量：8MByte = 64Mbit */
/* 有128个块，每个块有64KByte */
/* 每个块有16个扇区，每个扇区有4KByte */
/* 每个扇区有16页，每个页有256Byte */
/* 最小擦除单位：扇区：4KByte */
/* 最大写入单位：页：256Byte */


//W25Q64指令表1
#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_Uuique_ID						      0x4B
#define W25Q64_JEDEC_ID								      0x9F

//W25Q64指令集表2(读指令)
#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_SPIx                	SPI4
#define W25Q64_SPI_AF              	GPIO_AF_5

#define W25Q64_SPI_RCU             	RCU_SPI4
#define W25Q64_SPI_CLK_RCU         	RCU_GPIOF
#define W25Q64_SPI_MISO_RCU        	RCU_GPIOF
#define W25Q64_SPI_MOSI_RCU        	RCU_GPIOF
#define W25Q64_SPI_CS_RCU        	RCU_GPIOF


#define W25Q64_SPI_CLK_PORT 	    GPIOF			    // LED GPIOB的端口
#define W25Q64_SPI_CLK_PIN 	    	GPIO_PIN_7          // LED GPIOB的引脚

#define W25Q64_SPI_MISO_PORT 	    GPIOF			    // LED GPIOB的端口  单片机的输入，接Flash的DO
#define W25Q64_SPI_MISO_PIN 	    GPIO_PIN_8          // LED GPIOB的引脚

#define W25Q64_SPI_MOSI_PORT 	    GPIOF			    // LED GPIOB的端口  单片机的输出，接Flash的DI
#define W25Q64_SPI_MOSI_PIN 	    GPIO_PIN_9          // LED GPIOB的引脚

#define W25Q64_SPI_CS_PORT 	    	GPIOF			    // LED GPIOB的端口
#define W25Q64_SPI_CS_PIN 	    	GPIO_PIN_6          // LED GPIOB的引脚

#define W25Q64_CS(state) ((state) ? gpio_bit_set(W25Q64_SPI_CS_PORT, W25Q64_SPI_CS_PIN) : gpio_bit_reset(W25Q64_SPI_CS_PORT, W25Q64_SPI_CS_PIN))


void w25q64_init_config(void);
ushort W25Q64_readID(void);

uchar W25Q64_write(uchar *buffer, ushort section, uchar page, ushort addr, ushort numbyte);
uchar W25Q64_read(uchar *buffer, ushort section, uchar page, ushort addr, ushort numbyte);




#endif

mian.c测试：

int main(void)
{
    systick_config();				// 滴答定时器 初始化
    nvic_priority_group_set(NVIC_PRIGROUP_PRE2_SUB2);  // 优先级分组(0-4, 0-4)
    Test_UART_Init(115200);			// 调试的 UART 初始化



    // w25q64_init_config();


    // uchar buff[4] = {0x00, 0x11, 0xFF, 0x80};
    // if(W25Q64_write(buff, 0, 0, 0, 4))
    // {
    //     printf("write error\n");
    // }

    // uchar rec_buff[4];
    // if(W25Q64_read(rec_buff, 0, 0, 0, 4))
    // {
    //     printf("read error\n");
    // }
    // printf("rec_buff: %x %x %x %x\n",rec_buff[0],rec_buff[1],rec_buff[2],rec_buff[3]);
    
    while(1)
    {


    }
}

        有一个地方需要注意一下，就是判断W25Q64忙不忙，这里采用死等的办法，没有做超时溢出，可能会卡死，并且Flash扇区擦除是非常耗时间的操作，几十个ms去死等，显然不靠谱，最好搞个定时器搞个标志位去查看，这里只是测试就懒得做那么多了。

        另外这种flash，只能从1变0，反之是不行的，所以在写数据前，必须擦除所写的扇区的所有数据。

        图片的现象，跟我给的代码实际现象不一样，大家复制改定义就行。


http://www.kler.cn/a/538540.html

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