【雕爷学编程】Arduino动手做（50）---W25Q64存储模块

37款传感器与模块的提法，在网络上广泛流传，其实Arduino能够兼容的传感器模块肯定是不止37种的。鉴于本人手头积累了一些传感器和模块，依照实践（动手试试）出真知的理念，以学习和交流为目的，这里准备逐一做做实验，不管能否成功，都会记录下来---小小的进步或是搞不掂的问题，希望能够抛砖引玉。

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料+代码+图形+仿真）

实验五十：W25Q64 64Mbit FLASH外扩存储模块 （DataFlash SPI接口 ）

W25X64 
该系列是华邦公司推出的大容量SPI  FLASH 产品，W25X64 的容量为 64Mbit(8M)，该系列还有 W25Q80/16/32 等W25X16、W25X32、W25X64分别有8192、16384、32768个可编程页，每页256字节，用扇区擦除指令每次可以擦除16页，用块擦除指令每次可以擦除256页，用整片擦除指令既可以擦除整个芯片，W25X16、W25X32、W25X64分别有512、1024、2048个可擦除扇区,或者32、64、128个可擦除的块。W25Q64 的擦写周期多达 10W 次，具有 20 年的数据保存期限，支持电压为 2.7~3.6V，W25Q64 支持标准的 SPI，还支持双输出/四输出的 SPI，最大 SPI 时钟可以到 80Mhz（双输出时相当于 160Mhz，四输出时相当于 320M）。

SPI总线
SPI，是英语Serial Peripheral Interface的缩写，顾名思义就是串行外围设备接口。SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，现在越来越多的芯片集成了这种通信协议。SPI是一个环形总线结构，由ss(cs)、sck、sdi、sdo构成，其时序其实很简单，主要是在sck的控制下，两个双向移位寄存器进行数据交换。上升沿发送、下降沿接收、高位先发送。上升沿到来的时候，sdo上的电平将被发送到从设备的寄存器中。下降沿到来的时候，sdi上的电平将被接收到主设备的寄存器中。

SPI总线是Motorola公司推出的三线同步接口，同步串行3线方式进行通信:一条时钟线SCK，一条数据输入线MOSI，一条数据输出线MISO;用于 CPU与各种外围器件进行全双工、同步串行通讯。SPI主要特点有:可以同时发出和接收串行数据;可以当作主机或从机工作;提供频率可编程时钟;发送结束中断标志;写冲突保护;总线竞争保护等。

SPI 数据速率一般在1到70MHz的范围内，字长为从8位及12位到这两个值的倍数。数据传输一般由数据交换构成。在主控制器向从设备发送数据时，从设备也向主控制器发送数据。因此主控制器的内部移位寄存器和从设备都采用环形设置。在数据交换之前，主控制器和从设备会将存储器数据加载至它们的内部移位寄存器。收到时钟信号后，主控制器先通过MOSI线路时钟输出其移位寄存器的MSB。同时从设备会读取位于SIMO的主控器第一位元，将其存储在存储器中，然后通过SOMI时钟输出其MSB。主控制器可读取位于MISO的从设备第一位元，并将其存储在存储器中，以便后续处理。整个过程将一直持续到所有位元完成交换，而主控器则可让时钟空闲并通过/SS 禁用从设备。

在 SPI 中，主控制器可与单个或多个从设备通信。如果是一个单从设备，从设备选择信号可连接至从设备的本地接地电位，实现永久接入。对使用多个从设备的应用，可使用两种配置：独立从设备与菊花链从设备。要与从设备单独通信，主控制器必须提供多重从设备选择信号。该配置通常用于必须单独访问多个模数转换器 (ADC) 及数模转换器 (DAC) 的数据采集系统中。菊花链从设备只需要主控制器提供一个从设备选择信号，因为这种配置要求所有从设备同时启用，以确保数据不间断地流经该链路中的所有移位寄存器。典型应用是工业 I/O 模块中的级联多通道输入串行器与输出驱动器。注意，菊花链连接不一定适用于所有的SPI设备，特别是要求多字节传输的（比如存储器芯片）设备。另外，要对外设芯片的数据表进行仔细分析，确定能对它做什么而不能做什么。如果芯片的数据表中没有明确提到菊花链连接，那么该芯片不支持这种连接的几率为50%。

W25Q64FWSSIG参数
功能数量        1 端子数量        8 
最大工作温度        85 Cel 
最小工作温度        -40 Cel
最大供电/工作电压        1.95 V 
最小供电/工作电压        1.65 V 
额定供电电压        1.8 V
最大时钟频率        104 MHz 
加工封装描述        0.208 INCH, GREEN, SOIC-8 状态        ACTIVE 工艺        CMOS 
包装形状 SQUARE
包装尺寸        SMALL OUTLINE 
表面贴装        Yes 
端子形式        GULL WING 
端子间距        1.27 mm 
端子位置        DUAL 
包装材料 PLASTIC/EPOXY 
温度等级        INDUSTRIAL 
内存宽度        1 组织        64M X 1 
存储密度        6.41E7 deg 
操作模式        SYNCHRONOUS 
位数 6.41E7 words 
位数        64M 
内存IC类型        FLASH 1.8V PROM 
串行并行        SERIAL

W25Q64引脚

CS：CS为片选管脚，低电平有效。上电之后，在执行一条新的指令之前，必须让/CS管脚先有一个下降沿。

DO（MISO）：DO为串行数据输出引脚，在CLK（串行时钟）管脚的下降沿输出数据。

WP：WP为写保护管脚，有效电平为低电平。高电平可读可写，低电平仅仅可读。

DI（MOSI）：DI为串行数据输入引脚，数据、地址和命令从DI引脚输入到芯片内部，在CLK（串行时钟）管脚的上升沿捕获捕获数据。

CLK（SLCK）：CLK为串行时钟引脚。SPI时钟引脚，为输入输出提供时钟脉冲。

HOLD：HOLD为保持管脚，低电平有效。当CS为低电平，并且把HOLD拉低时，数据输出管脚将保持高阻态，并且会忽略数据输入管脚和时钟管脚上的信号。把HOLD管脚拉高，器件恢复正常工作。

VCC:电源2.7V~3.6V。

GND：地。

W25Q64内部框架图

W25Q64操作原理

通过SPI接口，用标准的SPI协议发送相应指令给flash，然后flash根据命令进行各种相关操作。

W25Q64常用操作命令

模块电原理图

模块接口定义
CS：为片选信号脚---D10
DI（MOSI）：为串行数据输入引脚----D11
DO（MISO）：为串行数据输出引脚---D12
CLK（SLCK）：SPI总线---D13
VCC:  电源3.3V
GND：接地

/*

【Arduino】168种传感器模块系列实验（50）

实验五十：W25Q64 64Mbit FLASH外扩存储模块 （SPI接口 ）

Arduino 的 uno 引脚

CS----------10

MOSI（DI）---11

MISO（DO）---12

CLK---------13

VCC 3.3V

*/

#include <SerialFlash.h>

#include <SPI.h>

// 文件大小

#define FSIZE 256

// 文件名

const char *filename = "Eagler8.txt";

// 文件内容

const char *contents = "The groundbreaking Intel Curie module expands the possibilities of what tech can do.";

// 片选引脚

const int FlashChipSelect = 10;

void setup() {

  Serial.begin(9600);

  while (!Serial) ;

  delay(500);

  // 初始化SPI Flash芯片

  SerialFlash.begin(FlashChipSelect);

  // 如果文件已存在，则输出提示

  // 如果文件不存在，则创建文件并写入

  if(SerialFlash.exists(filename)) {

    Serial.println("File " + String(filename) + " already exists");

  }

  else {

    Serial.println("Creating file " + String(filename));

    SerialFlash.create(filename, FSIZE);

    // 新建SerialFlashFile对象用于文件操作

    SerialFlashFile file;

    file = SerialFlash.open(filename);

    file.write(contents, strlen(contents) + 1);

    Serial.println("String \"" + String(contents) + "\" written to file " + String(filename));

  }

}

void loop() {

}