本篇详细的记录了如何使用STM32CubeMX配置STM32L431RCT6的硬件QSPI外设与 SPI Flash 通信(W25Q64)。
1. 准备工作
Keil MDK和串口助手Serial Port Utility 的安装包都可以在文末关注公众号获取,回复关键字获取相应的安装包:
2.生成MDK工程
打开STM32CubeMX,打开MCU选择器:
搜索并选中芯片:
这里我都使用外部时钟:
小熊派开发板板载ST-Link并且虚拟了一个串口,原理图如下:
这里我将开关拨到模式,使PC的串口与USART1之间连接。
接下来开始配置:
首先查看小熊派开发板上 SPI Flash 的原理图:
其引脚连接情况如下:
接下来配置 QSPI 接口:
STM32L4的最高主频到80M,所以配置PLL,最后使即可:
最后设置生成独立的初始化文件:
点击即可生成MDK-V5工程:
3. 在MDK中编写、编译、下载用户代码
参考:
4. 封装 SPI Flash(W25Q64)的命令和底层函数
MCU 通过向 SPI Flash 发送各种命令 来读写 SPI Flash内部的寄存器,所以这种裸机驱动,首先要先宏定义出需要使用的命令,然后利用 HAL 库提供的库函数,封装出三个底层函数,便于移植:
接下来开始编写代码~
5. 编写W25Q64的驱动程序
接下来开始利用上一节封装的宏定义和底层函数,编写W25Q64的驱动程序:
读取 Flash 内部这两个ID有两个作用:
数据手册上给出的操作时序如图:
根据该时序,编写代码如下:
SPI Flash读取数据可以任意地址(地址长度32bit)读任意长度数据(最大 65535 Byte),没有任何限制,数据手册给出的时序如下:
根据该时序图编写代码如下:
上文中提到,SPI Flash的所有操作都是靠发送命令完成的,但是 Flash 接收到命令后,需要一段时间去执行该操作,这段时间内 Flash 处于“忙”状态,MCU 发送的命令无效,不能执行,在 Flash 内部有2-3个状态寄存器,指示出 Flash 当前的状态,有趣的一点是:
当 Flash 内部在执行命令时,不能再执行 MCU 发来的命令,但是 MCU 可以一直读取状态寄存器,这下就很好办了,MCU可以一直读取,然后判断Flash是否忙完:
首先读取状态寄存器的代码如下:
然后编写阻塞判断Flash是否忙碌的函数:
Flash 芯片默认禁止写数据,所以在向 Flash 写数据之前,必须发送命令开启写使能,数据手册中给出的时序如下:
编写函数如下:
SPI Flash有个特性:
数据位可以由1变为0,但是不能由0变为1。
所以在向 Flash 写数据之前,必须要先进行擦除操作,并且 Flash 最小只能擦除一个扇区,擦除之后该扇区所有的数据变为 (即全为1),数据手册中给出的时序如下:
根据此时序编写函数如下:
向 Flash 芯片写数据的时候,因为 Flash 内部的构造,可以按页写入:
页写入的时序如图:
编写代码如下:
6. 测试驱动
在 函数中编写代码,测试驱动:
首先定义两个缓存:
然后在 main 函数中编写代码:
测试结果如下:
至此,我们已经学会如何使用硬件QSPI接口读写SPI Flash的数据,下一节将讲述如何使用硬件SDMMC接口读取SD卡数据。
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