(硬件)SPI --- 串行外设设备接口_spi的scl是哪个脚

一.SPI介绍

SPI：串行外设设备接口（Serial Peripheral Interface）,是一种高速的，全双工，同步的通信总线。

SPI接口主要应用在存储芯片、AD转换器以及LCD中；

IIC采用电平协议，SPI采用边沿协议。 

 

二.SPI结构框图介绍

NSS一般用软件的，硬件的另有用处。

数据发送：主机模式

 帧格式：8bit/16bit；MSB在先/LSB在先;

数据接收：主机模式。 

 

三.SPI工作模式介绍

四.SPI相关寄存器介绍（F1/F4/F7）

 当TXE位置为1时，表示数据已经全部发送出去；

当RXNE位置为1时，表示已经接收到数据。

 

五.SPI相关HAL库驱动介绍

对于H7来说，还需要HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig函数设置时钟源 

六.NOR FLASH介绍

<1>NOR FLASH介绍

FLASH 是常见的用于存储数据的半导体器件，它具有容量大、可重复擦写、按“扇区/块”擦除、掉电后数据可继续保存的特性。

常见的 FLASH 主要有 NOR FLASH 和 NAND FLASH 两种类型，NOR 和 NAND 是两种数字门电路，可以简单地认为FLASH 内部存储单元使用哪种门作存储单元就是哪类型的 FLASH。

FLASH物理特性：只能写0，不能写1，写1靠擦除。 

<2>NM25Q128简介

NM25Q128，串行闪存器件，属于NOR FLASH中的一种，容量为128Mb(16MByte)。擦写周期可达10W次，可以将数据保存达20年之久。

• SPI数据传输时序：支持模式0（CPOL = 0,CPHA = 0）和模式3（CPOL = 1,CPHA = 1）；
• 数据格式：数据长度8位大小，先发高位，再发地位。（MSB）;
• 传输速度：支持标准模式104M bit/s。

 

CS 即片选信号输入，低电平有效；

DO 是 MISO 引脚，在 CLK 管脚 的下降沿输出数据；

WP 是写保护管脚，高电平可读可写，低电平仅仅可读；

DI 是 MOSI 引脚，主机发送的数据、地址和命令从 SI 引脚输入到芯片内部，在 CLK 管脚的上升沿捕获捕获数据；

CLK 是串行时钟引脚，为输入输出提供时钟脉冲；

HOLD 是保持管脚，低电平有效。

<3>NM25Q128存储结构

擦除可以是扇区、块、整个片；

写可以是页。 

地址范围：0x0~0xFFFFFF 

<4>NM25Q128常用指令

1.写使能 Write Enable(06H)

执行Page Program页写，Sector Erase扇区擦除，Block Erase块擦除，Chip Erase片擦除，Write Status Register写状态寄存器等指令前，需要写使能。 

2.读状态寄存器Read Status Reg1（05H） 

3.读时序 Read Data Bytes（03H） 

 3.页写时序 PageProgram (02H)

 页写命令最多可以向FLASH传输256个字节的数据。

4.扇区擦除时序 Sector Erase (20H)

 FLASH存储器的特性决定了它只能把原来“1”的数据位改写为“0”，而原来为“0”的数据位不能直接改写为“1”。

写入数据前，检查内存空间情况是否满足，不满足需擦除。

<5>NM25Q128读/擦除/写 步骤

1.读操作步骤

1. 发送读命令（03H）:发送0x03读数据指令；
2. 发送地址（24位）：地址范围：0x0~0xFFFFFF，分3次发送；
3. 读取数据：发送孔子姐（0xFF）,读取数据，支持连续读。

2.擦除扇区步骤 

1. 发送写使能命令（06H）:发送0x06，写使能命令；
2. 等待空闲：等待NOR FLASH空闲；
3. 发送擦除扇区命令（20H）:发送擦除扇区命令（0x20)；
4. 发送地址（24位）：发送要擦除的字节地址，自动擦除该地址所在扇区；
5. 等待空闲：等待擦除完成（等待空闲状态）。

3.写操作步骤（极简） 

1. 擦除扇区（20H）:通过前面的擦除步骤实现；
2. 发送写使能命令（06H）:发送0x06，写使能命令；
3. 发送页写命令（02H）：发送页写命令后，一次最多写入256字节；
4. 发送地址（24位）：发送要写入的地址；
5. 发送数据：发送要写入的数据，一次最多写入256字节；
6. 等待空闲：等待写入完成（等待空闲状态）。

七.NOR FLASH基本驱动步骤

<一>SPI配置步骤

1. SPI工作参数配置初始化：工作模式、时钟特性、时钟相位等 --- HAL_SPI_Init;
2. 使能SPI时钟和初始化相关引脚：GPIO模式设为复用推挽输出模式 --- HAL_SPI_MspInit;
3. 使能SPI:__HAL_SPI_ENABLE;
4. SPI传输数据：HAL_SPI_Transmit发送数据，HAL_SPI_Receive接收数据，HAL_SPI_TransmitReceive进行发送和接收；
5. 设置SPI传输速度（可选）：操作SPI_CR1寄存器中的波特率控制位，设置之前要先失能SPI之后再使能。

<二>NM25Q128驱动步骤 

1. 初始化片选引脚与SPI接口：相关GPIO初始化、SPI初始化（模式、位数、分频。MSB等）；
2. NM25Q128读取：0x03指令+24位地址+读取数据；
3. NM25Q128扇区擦除：0x06指令+等待空闲+0x20指令+24位地址+等待空闲；
4. NM25Q128写入：擦除扇区（可选）+0x06指令+0x02指令+24位地址+写入数据+等待空闲。

 

八.代码

驱动NM25Q128实现读和写1字节数据。

spi.c

#include "./BSP/SPI/spi.h"
 
SPI_HandleTypeDef g_spi2_handler; /* SPI2句柄 */
 
/**
 * @brief       SPI初始化代码
 *   @note      主机模式,8位数据,禁止硬件片选
 * @param       无
 * @retval      无
 */
void spi2_init(void)
{
    SPI2_SPI_CLK_ENABLE(); /* SPI2时钟使能 */
 
    g_spi2_handler.Instance = SPI2_SPI;                                /* SPI2 */
    g_spi2_handler.Init.Mode = SPI_MODE_MASTER;                        /* 设置SPI工作模式，设置为主模式 */
    g_spi2_handler.Init.Direction = SPI_DIRECTION_2LINES;              /* 设置SPI单向或者双向的数据模式:SPI设置为双线模式 */
    g_spi2_handler.Init.DataSize = SPI_DATASIZE_8BIT;                  /* 设置SPI的数据大小:SPI发送接收8位帧结构 */
    g_spi2_handler.Init.CLKPolarity = SPI_POLARITY_HIGH;               /* 串行同步时钟的空闲状态为高电平 */
    g_spi2_handler.Init.CLKPhase = SPI_PHASE_2EDGE;                    /* 串行同步时钟的第二个跳变沿（上升或下降）数据被采样 */
    g_spi2_handler.Init.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 */
    g_spi2_handler.Init.BaudRatePrescaler = SPI_BAUDRATEPRESCALER_256; /* 定义波特率预分频的值:波特率预分频值为256 */
    g_spi2_handler.Init.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 */
    g_spi2_handler.Init.TIMode = SPI_TIMODE_DISABLE;                   /* 关闭TI模式 */
    g_spi2_handler.Init.CRCCalculation = SPI_CRCCALCULATION_DISABLE;   /* 关闭硬件CRC校验 */
    g_spi2_handler.Init.CRCPolynomial = 7;                             /* CRC值计算的多项式 */
    HAL_SPI_Init(&g_spi2_handler);                                     /* 初始化 */
 
    __HAL_SPI_ENABLE(&g_spi2_handler); /* 使能SPI2 */
 
    spi2_read_write_byte(0Xff); /* 启动传输, 实际上就是产生8个时钟脉冲, 达到清空DR的作用, 非必需 */
}
 
/**
 * @brief       SPI底层驱动，时钟使能，引脚配置
 *   @note      此函数会被HAL_SPI_Init()调用
 * @param       hspi:SPI句柄
 * @retval      无
 */
void HAL_SPI_MspInit(SPI_HandleTypeDef *hspi)
{
    GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct;
    
    if (hspi->Instance == SPI2_SPI)
    {
        SPI2_SCK_GPIO_CLK_ENABLE();  /* SPI2_SCK脚时钟使能 */
        SPI2_MISO_GPIO_CLK_ENABLE(); /* SPI2_MISO脚时钟使能 */
        SPI2_MOSI_GPIO_CLK_ENABLE(); /* SPI2_MOSI脚时钟使能 */
 
        /* SCK引脚模式设置(复用输出) */
        gpio_init_struct.Pin = SPI2_SCK_GPIO_PIN;
        gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
        gpio_init_struct.Pull = GPIO_PULLUP;
        gpio_init_struct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
        HAL_GPIO_Init(SPI2_SCK_GPIO_PORT, &gpio_init_struct);
 
        /* MISO引脚模式设置(复用输出) */
        gpio_init_struct.Pin = SPI2_MISO_GPIO_PIN;
        HAL_GPIO_Init(SPI2_MISO_GPIO_PORT, &gpio_init_struct);
 
        /* MOSI引脚模式设置(复用输出) */
        gpio_init_struct.Pin = SPI2_MOSI_GPIO_PIN;
        HAL_GPIO_Init(SPI2_MOSI_GPIO_PORT, &gpio_init_struct);
    }
}
 
/**
 * @brief       SPI2速度设置函数
 *   @note      SPI2时钟选择来自APB1, 即PCLK1, 为36Mhz
 *              SPI速度 = PCLK1 / 2^(speed + 1)
 * @param       speed   : SPI2时钟分频系数
                        取值为SPI_BAUDRATEPRESCALER_2~SPI_BAUDRATEPRESCALER_2 256
 * @retval      无
 */
void spi2_set_speed(uint8_t speed)
{
    assert_param(IS_SPI_BAUDRATE_PRESCALER(speed)); /* 判断有效性 */
    __HAL_SPI_DISABLE(&g_spi2_handler);             /* 关闭SPI */
    g_spi2_handler.Instance->CR1 &= 0XFFC7;         /* 位3-5清零，用来设置波特率 */
    g_spi2_handler.Instance->CR1 |= speed << 3;     /* 设置SPI速度 */
    __HAL_SPI_ENABLE(&g_spi2_handler);              /* 使能SPI */
}
 
/**
 * @brief       SPI2读写一个字节数据
 * @param       txdata  : 要发送的数据(1字节)
 * @retval      接收到的数据(1字节)
 */
uint8_t spi2_read_write_byte(uint8_t txdata)
{
    uint8_t rxdata;
    HAL_SPI_TransmitReceive(&g_spi2_handler, &txdata, &rxdata, 1, 1000);
    return rxdata; /* 返回收到的数据 */
}

spi.h

#ifndef __SPI_H
#define __SPI_H
 
#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
 
 
/******************************************************************************************/
/* SPI2 引脚 定义 */
 
#define SPI2_SCK_GPIO_PORT              GPIOB
#define SPI2_SCK_GPIO_PIN               GPIO_PIN_13
#define SPI2_SCK_GPIO_CLK_ENABLE()      do{ __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE(); }while(0)   /* PB口时钟使能 */
 
#define SPI2_MISO_GPIO_PORT             GPIOB
#define SPI2_MISO_GPIO_PIN              GPIO_PIN_14
#define SPI2_MISO_GPIO_CLK_ENABLE()     do{ __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE(); }while(0)   /* PB口时钟使能 */
 
#define SPI2_MOSI_GPIO_PORT             GPIOB
#define SPI2_MOSI_GPIO_PIN              GPIO_PIN_15
#define SPI2_MOSI_GPIO_CLK_ENABLE()     do{ __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE(); }while(0)   /* PB口时钟使能 */
 
/* SPI2相关定义 */
#define SPI2_SPI                        SPI2
#define SPI2_SPI_CLK_ENABLE()           do{ __HAL_RCC_SPI2_CLK_ENABLE(); }while(0)    /* SPI2时钟使能 */
 
/******************************************************************************************/
 
 
/* SPI总线速度设置 */
#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
 
 
void spi2_init(void);
void spi2_set_speed(uint8_t speed);
uint8_t spi2_read_write_byte(uint8_t txdata);
 
#endif
 

norflash.c

#include "./BSP/SPI/spi.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
#include "./SYSTEM/usart/usart.h"
#include "./BSP/NORFLASH/norflash.h"
 
 
uint16_t g_norflash_type = NM25Q128;     /* 默认是NM25Q128 */
 
/**
 * @brief       初始化SPI NOR FLASH
 * @param       无
 * @retval      无
 */
void norflash_init(void)
{
    uint8_t temp;
 
    NORFLASH_CS_GPIO_CLK_ENABLE();      /* NORFLASH CS脚 时钟使能 */
 
    GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct;
    gpio_init_struct.Pin = NORFLASH_CS_GPIO_PIN;
    gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    gpio_init_struct.Pull = GPIO_PULLUP;
    gpio_init_struct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
    HAL_GPIO_Init(NORFLASH_CS_GPIO_PORT, &gpio_init_struct); /* CS引脚模式设置(复用输出) */
 
    NORFLASH_CS(1);                     /* 取消片选 */
 
    spi2_init();                        /* 初始化SPI2 */
    spi2_set_speed(SPI_SPEED_2);        /* SPI2 切换到高速状态 18Mhz */
    
    g_norflash_type = norflash_read_id();   /* 读取FLASH ID. */
    
    if (g_norflash_type == W25Q256)     /* SPI FLASH为W25Q256, 必须使能4字节地址模式 */
    {
        temp = norflash_read_sr(3);     /* 读取状态寄存器3，判断地址模式 */
 
        if ((temp & 0X01) == 0)         /* 如果不是4字节地址模式,则进入4字节地址模式 */
        {
            norflash_write_enable();    /* 写使能 */
            temp |= 1 << 1;             /* ADP=1, 上电4位地址模式 */
            norflash_write_sr(3, temp); /* 写SR3 */
            
            NORFLASH_CS(0);
            spi2_read_write_byte(FLASH_Enable4ByteAddr);    /* 使能4字节地址指令 */
            NORFLASH_CS(1);
        }
    }
 
    //printf("ID:%x\r\n", g_norflash_type);
}
 
/**
 * @brief       等待空闲
 * @param       无
 * @retval      无
 */
static void norflash_wait_busy(void)
{
    while ((norflash_read_sr(1) & 0x01) == 0x01);   /* 等待BUSY位清空 */
}
 
/**
 * @brief       25QXX写使能
 *   @note      将S1寄存器的WEL置位
 * @param       无
 * @retval      无
 */
void norflash_write_enable(void)
{
    NORFLASH_CS(0);
    spi2_read_write_byte(FLASH_WriteEnable);   /* 发送写使能 */
    NORFLASH_CS(1);
}
 
/**
 * @brief       25QXX发送地址
 *   @note      根据芯片型号的不同, 发送24ibt / 32bit地址
 * @param       address : 要发送的地址
 * @retval      无
 */
static void norflash_send_address(uint32_t address)
{
    if (g_norflash_type == W25Q256) /*  只有W25Q256支持4字节地址模式 */
    {
        spi2_read_write_byte((uint8_t)((address)>>24)); /* 发送 bit31 ~ bit24 地址 */
    } 
    spi2_read_write_byte((uint8_t)((address)>>16));     /* 发送 bit23 ~ bit16 地址 */
    spi2_read_write_byte((uint8_t)((address)>>8));      /* 发送 bit15 ~ bit8  地址 */
    spi2_read_write_byte((uint8_t)address);             /* 发送 bit7  ~ bit0  地址 */
}
 
/**
 * @brief       读取25QXX的状态寄存器，25QXX一共有3个状态寄存器
 *   @note      状态寄存器1：
 *              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
 *
 *              状态寄存器2：
 *              BIT7  6   5   4   3   2   1   0
 *              SUS   CMP LB3 LB2 LB1 (R) QE  SRP1
 *
 *              状态寄存器3：
 *              BIT7      6    5    4   3   2   1   0
 *              HOLD/RST  DRV1 DRV0 (R) (R) WPS ADP ADS
 *
 * @param       regno: 状态寄存器号，范围:1~3
 * @retval      状态寄存器值
 */
uint8_t norflash_read_sr(uint8_t regno)
{
    uint8_t byte = 0, command = 0;
 
    switch (regno)
    {
        case 1:
            command = FLASH_ReadStatusReg1;  /* 读状态寄存器1指令 */
            break;
 
        case 2:
            command = FLASH_ReadStatusReg2;  /* 读状态寄存器2指令 */
            break;
 
        case 3:
            command = FLASH_ReadStatusReg3;  /* 读状态寄存器3指令 */
            break;
 
        default:
            command = FLASH_ReadStatusReg1;
            break;
    }
 
    NORFLASH_CS(0);
    spi2_read_write_byte(command);      /* 发送读寄存器命令 */
    byte = spi2_read_write_byte(0Xff);  /* 读取一个字节 */
    NORFLASH_CS(1);
    
    return byte;
}
 
/**
 * @brief       写25QXX状态寄存器
 *   @note      寄存器说明见norflash_read_sr函数说明
 * @param       regno: 状态寄存器号，范围:1~3
 * @param       sr   : 要写入状态寄存器的值
 * @retval      无
 */
void norflash_write_sr(uint8_t regno, uint8_t sr)
{
    uint8_t command = 0;
 
    switch (regno)
    {
        case 1:
            command = FLASH_WriteStatusReg1;  /* 写状态寄存器1指令 */
            break;
 
        case 2:
            command = FLASH_WriteStatusReg2;  /* 写状态寄存器2指令 */
            break;
 
        case 3:
            command = FLASH_WriteStatusReg3;  /* 写状态寄存器3指令 */
            break;
 
        default:
            command = FLASH_WriteStatusReg1;
            break;
    }
 
    NORFLASH_CS(0);
    spi2_read_write_byte(command);  /* 发送读寄存器命令 */
    spi2_read_write_byte(sr);       /* 写入一个字节 */
    NORFLASH_CS(1);
}
 
/**
 * @brief       读取芯片ID
 * @param       无
 * @retval      FLASH芯片ID
 *   @note      芯片ID列表见: norflash.h, 芯片列表部分
 */
uint16_t norflash_read_id(void)
{
    uint16_t deviceid;
 
    NORFLASH_CS(0);
    spi2_read_write_byte(FLASH_ManufactDeviceID);   /* 发送读 ID 命令 */
    spi2_read_write_byte(0);    /* 写入一个字节 */
    spi2_read_write_byte(0);
    spi2_read_write_byte(0);
    deviceid = spi2_read_write_byte(0xFF) << 8;     /* 读取高8位字节 */
    deviceid |= spi2_read_write_byte(0xFF);         /* 读取低8位字节 */
    NORFLASH_CS(1);
 
    return deviceid;
}
 
/**
 * @brief       读取SPI FLASH
 *   @note      在指定地址开始读取指定长度的数据
 * @param       pbuf    : 数据存储区
 * @param       addr    : 开始读取的地址(最大32bit)
 * @param       datalen : 要读取的字节数(最大65535)
 * @retval      无
 */
void norflash_read(uint8_t *pbuf, uint32_t addr, uint16_t datalen)
{
    uint16_t i;
 
    NORFLASH_CS(0);
    spi2_read_write_byte(FLASH_ReadData);       /* 发送读取命令 */
    norflash_send_address(addr);                /* 发送地址 */
    
    for(i=0;i<datalen;i++)
    {
        pbuf[i] = spi2_read_write_byte(0XFF);   /* 循环读取 */
    }
    
    NORFLASH_CS(1);
}
 
/**
 * @brief       SPI在一页(0~65535)内写入少于256个字节的数据
 *   @note      在指定地址开始写入最大256字节的数据
 * @param       pbuf    : 数据存储区
 * @param       addr    : 开始写入的地址(最大32bit)
 * @param       datalen : 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!!!
 * @retval      无
 */
static void norflash_write_page(uint8_t *pbuf, uint32_t addr, uint16_t datalen)
{
    uint16_t i;
 
    norflash_write_enable();    /* 写使能 */
 
    NORFLASH_CS(0);
    spi2_read_write_byte(FLASH_PageProgram);    /* 发送写页命令 */
    norflash_send_address(addr);                /* 发送地址 */
 
    for(i=0;i<datalen;i++)
    {
        spi2_read_write_byte(pbuf[i]);          /* 循环写入 */
    }
    
    NORFLASH_CS(1);
    norflash_wait_busy();       /* 等待写入结束 */
}
 
/**
 * @brief       无检验写SPI FLASH
 *   @note      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!
 *
 * @param       pbuf    : 数据存储区
 * @param       addr    : 开始写入的地址(最大32bit)
 * @param       datalen : 要写入的字节数(最大65535)
 * @retval      无
 */
static void norflash_write_nocheck(uint8_t *pbuf, uint32_t addr, uint16_t datalen)
{
    uint16_t pageremain;
    pageremain = 256 - addr % 256;  /* 单页剩余的字节数 */
 
    if (datalen <= pageremain)      /* 不大于256个字节 */
    {
        pageremain = datalen;
    }
 
    while (1)
    {
        /* 当写入字节比页内剩余地址还少的时候, 一次性写完
         * 当写入直接比页内剩余地址还多的时候, 先写完整个页内剩余地址, 然后根据剩余长度进行不同处理
         */
        norflash_write_page(pbuf, addr, pageremain);
 
        if (datalen == pageremain)   /* 写入结束了 */
        {
            break;
        }
        else     /* datalen > pageremain */
        {
            pbuf += pageremain;         /* pbuf指针地址偏移,前面已经写了pageremain字节 */
            addr += pageremain;         /* 写地址偏移,前面已经写了pageremain字节 */
            datalen -= pageremain;      /* 写入总长度减去已经写入了的字节数 */
 
            if (datalen > 256)          /* 剩余数据还大于一页,可以一次写一页 */
            {
                pageremain = 256;       /* 一次可以写入256个字节 */
            }
            else     /* 剩余数据小于一页,可以一次写完 */
            {
                pageremain = datalen;   /* 不够256个字节了 */
            }
        }
    }
}
 
/**
 * @brief       写SPI FLASH
 *   @note      在指定地址开始写入指定长度的数据 , 该函数带擦除操作!
 *              SPI FLASH 一般是: 256个字节为一个Page, 4Kbytes为一个Sector, 16个扇区为1个Block
 *              擦除的最小单位为Sector.
 *
 * @param       pbuf    : 数据存储区
 * @param       addr    : 开始写入的地址(最大32bit)
 * @param       datalen : 要写入的字节数(最大65535)
 * @retval      无
 */
uint8_t g_norflash_buf[4096];   /* 扇区缓存 */
 
void norflash_write(uint8_t *pbuf, uint32_t addr, uint16_t datalen)
{
    uint32_t secpos;
    uint16_t secoff;
    uint16_t secremain;
    uint16_t i;
    uint8_t *norflash_buf;
 
    norflash_buf = g_norflash_buf;
    secpos = addr / 4096;       /* 扇区地址 */
    secoff = addr % 4096;       /* 在扇区内的偏移 */
    secremain = 4096 - secoff;  /* 扇区剩余空间大小 */
 
    //printf("ad:%X,nb:%X\r\n", addr, datalen); /* 测试用 */
    if (datalen <= secremain)
    {
        secremain = datalen;    /* 不大于4096个字节 */
    }
 
    while (1)
    {
        norflash_read(norflash_buf, secpos * 4096, 4096);   /* 读出整个扇区的内容 */
 
        for (i = 0; i < secremain; i++)   /* 校验数据 */
        {
            if (norflash_buf[secoff + i] != 0XFF)
            {
                break;      /* 需要擦除, 直接退出for循环 */
            }
        }
 
        if (i < secremain)   /* 需要擦除 */
        {
            norflash_erase_sector(secpos);  /* 擦除这个扇区 */
 
            for (i = 0; i < secremain; i++)   /* 复制 */
            {
                norflash_buf[i + secoff] = pbuf[i];
            }
 
            norflash_write_nocheck(norflash_buf, secpos * 4096, 4096);  /* 写入整个扇区 */
        }
        else        /* 写已经擦除了的,直接写入扇区剩余区间. */
        {
            norflash_write_nocheck(pbuf, addr, secremain);  /* 直接写扇区 */
        }
 
        if (datalen == 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 */
 
            pbuf += secremain;      /* 指针偏移 */
            addr += secremain;      /* 写地址偏移 */
            datalen -= secremain;   /* 字节数递减 */
 
            if (datalen > 4096)
            {
                secremain = 4096;   /* 下一个扇区还是写不完 */
            }
            else
            {
                secremain = datalen;/* 下一个扇区可以写完了 */
            }
        }
    }
}
 
/**
 * @brief       擦除整个芯片
 *   @note      等待时间超长...
 * @param       无
 * @retval      无
 */
void norflash_erase_chip(void)
{
    norflash_write_enable();    /* 写使能 */
    norflash_wait_busy();       /* 等待空闲 */
    NORFLASH_CS(0);
    spi2_read_write_byte(FLASH_ChipErase);  /* 发送读寄存器命令 */ 
    NORFLASH_CS(1);
    norflash_wait_busy();       /* 等待芯片擦除结束 */
}
 
/**
 * @brief       擦除一个扇区
 *   @note      注意,这里是扇区地址,不是字节地址!!
 *              擦除一个扇区的最少时间:150ms
 *
 * @param       saddr : 扇区地址 根据实际容量设置
 * @retval      无
 */
void norflash_erase_sector(uint32_t saddr)
{
    //printf("fe:%x\r\n", saddr);   /* 监视falsh擦除情况,测试用 */
    saddr *= 4096;
    norflash_write_enable();        /* 写使能 */
    norflash_wait_busy();           /* 等待空闲 */
 
    NORFLASH_CS(0);
    spi2_read_write_byte(FLASH_SectorErase);    /* 发送写页命令 */
    norflash_send_address(saddr);   /* 发送地址 */
    NORFLASH_CS(1);
    norflash_wait_busy();           /* 等待扇区擦除完成 */
}
 

norflash.h

#ifndef __norflash_H
#define __norflash_H
 
#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
 
 
/******************************************************************************************/
/* NORFLASH 片选 引脚 定义 */
 
#define NORFLASH_CS_GPIO_PORT           GPIOB
#define NORFLASH_CS_GPIO_PIN            GPIO_PIN_12
#define NORFLASH_CS_GPIO_CLK_ENABLE()   do{ __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE(); }while(0)   /* PB口时钟使能 */
 
/******************************************************************************************/
 
/* NORFLASH 片选信号 */
#define NORFLASH_CS(x)      do{ x ? \
                                  HAL_GPIO_WritePin(NORFLASH_CS_GPIO_PORT, NORFLASH_CS_GPIO_PIN, GPIO_PIN_SET) : \
                                  HAL_GPIO_WritePin(NORFLASH_CS_GPIO_PORT, NORFLASH_CS_GPIO_PIN, GPIO_PIN_RESET); \
                            }while(0)
 
/* FLASH芯片列表 */
#define W25Q80      0XEF13          /* W25Q80   芯片ID */
#define W25Q16      0XEF14          /* W25Q16   芯片ID */
#define W25Q32      0XEF15          /* W25Q32   芯片ID */
#define W25Q64      0XEF16          /* W25Q64   芯片ID */
#define W25Q128     0XEF17          /* W25Q128  芯片ID */
#define W25Q256     0XEF18          /* W25Q256  芯片ID */
#define BY25Q64     0X6816          /* BY25Q64  芯片ID */
#define BY25Q128    0X6817          /* BY25Q128 芯片ID */
#define NM25Q64     0X5216          /* NM25Q64  芯片ID */
#define NM25Q128    0X5217          /* NM25Q128 芯片ID */
 
extern uint16_t norflash_TYPE;      /* 定义FLASH芯片型号 */
 
/* 指令表 */
#define FLASH_WriteEnable           0x06 
#define FLASH_WriteDisable          0x04 
#define FLASH_ReadStatusReg1        0x05 
#define FLASH_ReadStatusReg2        0x35 
#define FLASH_ReadStatusReg3        0x15 
#define FLASH_WriteStatusReg1       0x01 
#define FLASH_WriteStatusReg2       0x31 
#define FLASH_WriteStatusReg3       0x11 
#define FLASH_ReadData              0x03 
#define FLASH_FastReadData          0x0B 
#define FLASH_FastReadDual          0x3B 
#define FLASH_FastReadQuad          0xEB  
#define FLASH_PageProgram           0x02 
#define FLASH_PageProgramQuad       0x32 
#define FLASH_BlockErase            0xD8 
#define FLASH_SectorErase           0x20 
#define FLASH_ChipErase             0xC7 
#define FLASH_PowerDown             0xB9 
#define FLASH_ReleasePowerDown      0xAB 
#define FLASH_DeviceID              0xAB 
#define FLASH_ManufactDeviceID      0x90 
#define FLASH_JedecDeviceID         0x9F 
#define FLASH_Enable4ByteAddr       0xB7
#define FLASH_Exit4ByteAddr         0xE9
#define FLASH_SetReadParam          0xC0 
#define FLASH_EnterQPIMode          0x38
#define FLASH_ExitQPIMode           0xFF
 
/* 静态函数 */
static void norflash_wait_busy(void);               /* 等待空闲 */
static void norflash_send_address(uint32_t address);/* 发送地址 */
static void norflash_write_page(uint8_t *pbuf, uint32_t addr, uint16_t datalen);    /* 写入page */
static void norflash_write_nocheck(uint8_t *pbuf, uint32_t addr, uint16_t datalen); /* 写flash,不带擦除 */
 
/* 普通函数 */
void norflash_init(void);                   /* 初始化25QXX */
uint16_t norflash_read_id(void);            /* 读取FLASH ID */
void norflash_write_enable(void);           /* 写使能 */
uint8_t norflash_read_sr(uint8_t regno);    /* 读取状态寄存器 */
void norflash_write_sr(uint8_t regno,uint8_t sr);   /* 写状态寄存器 */
 
void norflash_erase_chip(void);             /* 整片擦除 */
void norflash_erase_sector(uint32_t saddr); /* 扇区擦除 */
void norflash_read(uint8_t *pbuf, uint32_t addr, uint16_t datalen);     /* 读取flash */
void norflash_write(uint8_t *pbuf, uint32_t addr, uint16_t datalen);    /* 写入flash */
 
#endif
 

main.c

#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
#include "./SYSTEM/usart/usart.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
#include "./USMART/usmart.h"
#include "./BSP/LED/led.h"
#include "./BSP/LCD/lcd.h"
#include "./BSP/KEY/key.h"
#include "./BSP/NORFLASH/norflash.h"
 
/* 要写入到FLASH的字符串数组 */
const uint8_t g_text_buf[] = {"STM32 SPI TEST"};
 
#define TEXT_SIZE sizeof(g_text_buf) /* TEXT字符串长度 */
 
int main(void)
{
    uint8_t key;
    uint16_t i = 0;
    uint8_t datatemp[TEXT_SIZE];
    uint32_t flashsize;
    uint16_t id = 0;
 
    HAL_Init();                         /* 初始化HAL库 */
    sys_stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9); /* 设置时钟, 72Mhz */
    delay_init(72);                     /* 延时初始化 */
    usart_init(115200);                 /* 串口初始化为115200 */
    usmart_dev.init(72);                /* 初始化USMART */
    led_init();                         /* 初始化LED */
    lcd_init();                         /* 初始化LCD */
    key_init();                         /* 初始化按键 */
    norflash_init();                    /* 初始化NORFLASH */
 
    lcd_show_string(30,  50, 200, 16, 16, "STM32", RED);
    lcd_show_string(30,  70, 200, 16, 16, "SPI TEST", RED);
    lcd_show_string(30,  90, 200, 16, 16, "ATOM@ALIENTEK", RED);
    lcd_show_string(30, 110, 200, 16, 16, "KEY1:Write  KEY0:Read", RED); /* 显示提示信息 */
 
    id = norflash_read_id(); /* 读取FLASH ID */
 
    while ((id == 0) || (id == 0XFFFF)) /* 检测不到FLASH芯片 */
    {
        lcd_show_string(30, 130, 200, 16, 16, "FLASH Check Failed!", RED);
        delay_ms(500);
        lcd_show_string(30, 130, 200, 16, 16, "Please Check!      ", RED);
        delay_ms(500);
        LED0_TOGGLE(); /* LED0闪烁 */
    }
 
    lcd_show_string(30, 130, 200, 16, 16, "SPI FLASH Ready!", BLUE);
    flashsize = 16 * 1024 * 1024; /* FLASH 大小为16M字节 */
 
    while (1)
    {
        key = key_scan(0);
 
        if (key == KEY1_PRES) /* KEY1按下,写入 */
        {
            lcd_fill(0, 150, 239, 319, WHITE); /* 清除半屏 */
            lcd_show_string(30, 150, 200, 16, 16, "Start Write FLASH....", BLUE);
            sprintf((char *)datatemp, "%s%d", (char *)g_text_buf, i);
            norflash_write((uint8_t *)datatemp, flashsize - 100, TEXT_SIZE);      /* 从倒数第100个地址处开始,写入SIZE长度的数据 */
            lcd_show_string(30, 150, 200, 16, 16, "FLASH Write Finished!", BLUE); /* 提示传送完成 */
        }
 
        if (key == KEY0_PRES) /* KEY0按下,读取字符串并显示 */
        {
            lcd_show_string(30, 150, 200, 16, 16, "Start Read FLASH... . ", BLUE);
            norflash_read(datatemp, flashsize - 100, TEXT_SIZE);                   /* 从倒数第100个地址处开始,读出SIZE个字节 */
            lcd_show_string(30, 150, 200, 16, 16, "The Data Readed Is:   ", BLUE); /* 提示传送完成 */
            lcd_show_string(30, 170, 200, 16, 16, (char *)datatemp, BLUE);         /* 显示读到的字符串 */
        }
 
        i++;
 
        if (i == 20)
        {
            LED0_TOGGLE(); /* LED0闪烁 */
            i = 0;
        }
 
        delay_ms(10);
    }
}