玩转X-CTR100 l STM32F4 l W25Q64 SPI串行FLASH存储

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本文介绍X-CTR100控制器 板载FLASH存储芯片W25Q64的使用。

W25Q64，芯片容量为64M bit，即8M Byte，可用于存储参数、字库、图片等数据。

原理

W25Q64是华邦公司推出的大容量SPI FLASH产品，其容量为64Mb。该25Q系列的器件在灵活性和性能方面远远超过普通的串行闪存器件。W25Q64将8M字节的容量分为128个块，每个块大小为64K字节，每个块又分为16个扇区，每个扇区4K个字节。W25Q64的最小擦除单位为一个扇区，也就是每次必须擦除4K个字节。所以，这需要给W25Q64开辟一个至少4K的缓存区，这样必须要求芯片有4K以上的SRAM才能有很好的操作。W25Q64的擦写周期多达10W次，可将数据保存达20年之久，支持2.7~3.6V的电压，支持标准的SPI，还支持双输出/四输出的SPI，最大SPI时钟可达80Mhz。

 支持标准、双输出和四输出的SPI

 高性能串行闪存

 高达普通串行闪存性能的6倍

 80Mhz的时钟操作

 支持160Mhz的双输出SPI

 支持320Mhz的四输出SPI

 40MB/S的数据连续传输速率

 高效的"连续读取模式"

 低指令开销

 仅需8个时钟周期处理内存

 允许XIP操作

 性能优于X16并行闪存

 低功耗，温度范围宽

 单电源2.7V至3.6V

 4mA有源电流

 -40°C 至+85°C的正常运行温度范围

 灵活的4KB扇区构架

 扇区统一擦除（4KB）

 块擦除（32KB和64KB）

 1到256个字节编程

 超过10万次擦除/写循环

 超过20年的数据保存

 高级的安全功能

 软件和硬件写保护

 自上至下，扇区或块选择

 锁定和保护OTP

 每个设备都有唯一的64位ID

 CS：片选信号输入

 DO(IO1)：数据输出（数据输入输出1）

 WP(IO2)：写保护输入（数据输入输出2）

 GND：地信号

 DI(IO0)：数据输入（数据输入输出0）

 CLK：串行时钟输入

 HOLD(IO3)：Hold输入（数据输入输出3）

 VCC：电源

例程

读取W25Q64芯片ID，FLASH读写数据测试，掉电唤醒测试。

硬件说明

硬件资源：

• 串口UART1
• W25Q64

硬件连接：

X-CTR100设计有SPI FLASH存储芯片和TF卡接口，共用SPI1资源，可通过片选信号进行分时工作。

软件生态

X-SOFT软件生态，X-API文件如下。

ax_w25q64.c——X-CTR100 板载W25Q64 FLASH存储源文件

ax_w25q64.h——X-CTR100 板载W25Q64 FLASH存储头文件

操作函数如下：

void AX_W25Q64_Init(void); //W25Q64初始化

void AX_W25Q64_SectorErase(uint32_t sector); //W25Q64擦除一个扇区    

void AX_W25Q64_ChipErase(void); //W25Q64擦除整个芯片

void AX_W25Q64_Read(uint8_t *pbuf, uint32_t addr, uint16_t num); //W25Q64指定地址读出指定长度的数据

void AX_W25Q64_Write(uint8_t *pbuf, uint32_t addr, uint16_t num); //W25Q64指定地址写入指定长度的数据

void AX_W25Q64_PageWrite(uint8_t *pbuf, uint32_t addr, uint16_t num); //W25Q64页写操作

uint32_t AX_W25Q64_ReadID(void); //W25Q64读取芯片ID

void AX_W25Q64_WakeUp(void); //W25Q64唤醒操作

void AX_W25Q64_PowerDown(void); //W25Q64掉电操作

软件说明

本例程FLASH初始化成功后，首先进行读取ID操作，然后进行数据读写测试，并显示读写数据进行对比。最后进行掉电唤醒测试，掉电500ms后唤醒芯片。在FLASH不操作状态下，掉电处理可降低系统功耗。主程序代码如下。

int main(void)

{

    uint8_t str[] = { "X-CTR100 FLASH TEST" };

    uint8_t str1[sizeof(str)];

    uint32_t id = 0;

    uint32_t address = 2 * 4096;

 

    /* X-CTR100初始化 */

    AX_Init(115200);

    printf("***X-CTR100 FLASH W25Q64读写例程***\r\n\r\n");

 

    //模块初始化及配置

    AX_W25Q64_Init();

 

    //XAPI测试：读取W25Q64 FLASH ID测试

    printf("*W25Q64 读取FLASH ID测试\r\n");

    id = AX_W25Q64_ReadID();

    printf("*W25Q64 FLASH ID：0x%X\r\n\r\n", id);

 

 

    //X-API测试：读写W25Q64测试    

    printf("*W25Q64读写测试\r\n");

    //擦除将要写入的FLASH扇区

    AX_W25Q64_SectorErase(address);

    //写数据

    AX_W25Q64_Write(str, address, sizeof(str));

    printf("*地址 0x%X 写入数据：%s\r\n", address, str);

    //读数据

    AX_W25Q64_Read(str1, address, sizeof(str));

    printf("*地址 0x%X 读出数据：%s\r\n", address, str1);

 

    //X-API测试：掉电唤醒测试

    AX_W25Q64_PowerDown();

    AX_Delayms(500);

    AX_W25Q64_WakeUp();

 

    while (1)

    {

        AX_Delayms(500);

        AX_LEDG_Toggle();

    }

}

实现效果

上电复位后，运行效果如下图所示。