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SPI flash W25Q64B的程序谁用过呀,可以共享一份吗

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解决时间 2021-02-05 21:56
  • 提问者网友:伴风望海
  • 2021-02-05 17:48
SPI flash W25Q64B的程序谁用过呀,可以共享一份吗
最佳答案
  • 五星知识达人网友:深街酒徒
  • 2021-02-05 19:28
更多内容可查看《STC51单片机入门(C语言)》,出版的纸版书名称为《51单片机轻松入门—基于STC15W4K系列》
第24 章 2M字节Flash Rom存储器W25Q16/W25X16
认识Flash Rom
FlashRom 是快速擦写只读存储器,也就是我们常说的“闪存”,单片机程序存储器就是Flash Rom,所谓“闪存”,就是一种非易失性的内存,属于EEPROM的改进产品。它的最大特点是必须按块对数据进行擦写操作,芯片容量大(W25Q16容量2M字节),而EEPROM则可以对单个字节进行操作,芯片容量较小(24c512容量65536字节)。前者容量是后者容量的32倍。另外Flash Rom比EEPROM具有更高的读写速度,芯片价格基本一致,W25Q16零售价3.5元。FlashRom除用于共业领域外,在消费电子产品中运用也非常广泛,比如常见的U盘,SD卡,CF卡等存储设备都是使用的FlashRom作为核心存储器件。
Flash Rom的分类
NOR闪存 INTEL公司首批生产
NAND闪存 日立公司首批生产,比NOR闪存的写周期短90%,保存删除数据速度都较快,广泛用于SD卡、XD卡、SM卡、CF卡等存储卡上。
如果用来存储少量的数据,这时NOR闪存更适合一些,而NAND闪存则是高资料密度的理想解决方案。比如单片机的程序存储器就是Flash Rom中的NOR闪存,常见的存储卡或U盘使用的是NAND闪存。
认识W25X16/ W25Q16
这里以W25X16介绍为主,W25Q16兼容W25X16,并且性能更佳,W25Q16保持了与W25X系列功能与管脚的完全兼容,并增加了双/四输入输出等高效功能。W25Q的时钟频率达到了80MHz,等效读取(连续)速率为每秒320兆位(40兆字节), 这是标准50MHz串行闪存传输速率的六倍以上。与此同时,W25Q将每个读指令需要的时钟数目从40个减少到12个,进一步减少了70%的“随机读取”的指令负荷。W25Q16零售价3.5元。它们属与NOR型闪,用量较多的还是贴片封装,这样可以减小印制板面积。
file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image002.jpg file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image004.jpg
W25X16有16Mbit存储位,
因为1024bit就是1K, 16Mbit =16*1024*1024=16 777 216 bit,从手册存储器结构图可以看出W25X16的最大地址值是1FFFFFH,24位地址高3位固定为0(W25X64才需用到最高3位),只有21位有效地址,2的21次方=2097152字节,2097152个字节正好存储16 777 216bit,这里的地址都是以字节为最小单位的。
W25X16分为8192页,每页256字节,用“页编程指令”每次就可以编程256字节,用“扇区擦除指令”每次可擦除16页,用“块擦除指令”每次可擦除256页,用“整片擦除指令”可一次擦除整个芯片,W25X16有512个可擦除扇区或32个可擦除块。对于W25X16,1页=256字节,归纳一下,
1页=256字节
1扇区=16页=16*256字节=4096字节 (W25X16有512个扇区)。
1块=256页=256*256字节=65536字节 (W25X16有32块)。
它采用标准SPI接口与单片机进行通信,最大时钟速率75M。W25X16引脚排列如下图所示。
file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image006.jpg

引脚号

引脚名称

输入输出类型(I/O)

功能

1

/CS

I

片选,低电平工作,高电平时DO脚高阻

2

DO

O

数据输出,下降沿输出

3

/WP

I

写保护,低电平保护状态寄存器不被改写

4

GND



5

DIO

I/O

数据输入/输出

6

CLK

I

时钟

7

/HOLD

I

保持,低电平保持

8

VCC

电源,2.7-3.6V

说明:
5脚(DIO):在普通方式下,这个引脚是串行输入引脚(DI),数据、地址和命令通过此引脚送到芯片内部,在CLK引脚的上升沿捕获。当使用了“快读双输出指令”时,这个引脚就变成了DO引脚,这种情况下,芯片就有了2个DO引脚,所以叫做双输出,这时芯片的通信速度相当于翻了一倍,所以传输速度更快。
7脚(/HOLD):保持引脚,当/CS片选为低电平,且HOLD为低电平时,DO引脚处于高阻态,而且会忽略DIO和CLK引脚上的信号,把HOLD拉高,器件恢复正常工作,当芯片与多个其它芯片共享单片机上的同一个SPI接口时,此引脚就显得非常有用,通常此引脚接高电平保证芯片正常工作。
什么都不用做,直接连接就是了。w25的端口兼容5伏的。用个1117--3.3V的就能共用5V,或5V的用两个二级管降压后得3.6V也和3.3V很接近可以用。
W25X16内部状态寄存器(上电复位时,各位都被清零)

7

6

5

4

3

2

1

0

SPR

保留位(0)

TB

BP2

BP1

BP0

WEL

BUSY

BUSY忙位:
只读位,在芯片执行“页编程”,“扇区擦除” 、“块擦除”、 “芯片擦除”、 “写状态寄存器”指令时,该位自动置1,此时除了“读状态寄存器”指令,其它指令都无效,当编程、擦除和写状态寄存器指令执行完毕后,该为自动变0,表示芯片可以接收其它指令了。
WEL写保护位:
只读位,写操作允许标志位,当执行完写使能指令后,该位为1表示允许写操作,为0表示禁止写,当芯片掉电后或执行写禁止、页编程、扇区擦除、块擦除、芯片擦除和写状态寄存器命令后自动进入写保护状态。
BP2、BP1、BP0块保护位:
可读写位,用于块区保护,可用写状态寄存器命令修改这几位,为这3位为0时,块区无保护,当SPR位为1或/WP脚为低时,这3位无法更改。
file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image008.jpg
TB 底部顶部块保护位:
可读写位,用于底部顶部块保护,可用写状态寄存器命令修改这1位,当这1位为0时,底部顶部块区无保护,当SPR位为1或/WP脚为低时,这1位无法更改。
SPR状态寄存器保护位:
可读写位,意义如下表

SPR

/WP

状态寄存器

0

0

可读写

0

1

可读写

1

0

无法读写

1

1

可读写

W25X16包括15个基本指令,通过这15个基本指令与SPI总线就完全可以控制芯片,指令在/CS拉低后开始传送,DIO引脚上数据的第一个字节就是指令码,在CLK引脚的上升沿采集DIO数据,高位在前。
指令的长度从1个字节到多个字节,有时还会跟随地址字节、数据字节、伪字节,有时候还会是它们的组合,在/CS引脚的上升沿完成指令的传输,所有的读指令都可以在任意时钟位完成,而所有的写、编程和擦除指令在一个字节的边界后才能完成,否则,指令将不起作用,这个特征可以保护芯片不被意外写入,当芯片正在被编程、擦除或写状态寄存器的时候,除“读状态寄存器”指令,其它所有指令都将被忽略直到擦写周期结束。

指令名称

字节1

字节2

字节3

字节4

字节5

字节6

下一个字节

写使能

06H

写禁止

04H

读状态寄存器

05H

(S7~S0)

写状态寄存器

01H

S7~S0

读数据

03H

A23~A16

A15~A8

A7~A0

(D7~D0)

下一个字节

继续

快读

0BH

A23~A16

A15~A8

A7~A0

伪字节

D7~D0

下一个字节

快读双输出

3BH

A23~A16

A15~A8

A7~A0

伪字节

I/O=(D6,D4,D2,D0) O=(D7,D5,D3,D1)

每4个时钟1个字节

页编程

02H

A23~A16

A15~A8

A7~A0

(D7~D0)

下个字节

直到256个字节

块擦除(64K)

D8H

A23~A16

A15~A8

A7~A0

扇区擦除(4K)

20H

A23~A16

A15~A8

A7~A0

芯片擦除

C7H

掉电

B9H

释放掉电/器件ID

ABH

伪字节

伪字节

伪字节

(ID7~ID0)

制造器件ID

90H

伪字节

伪字节

00H

(M7~M0)

(ID7~ID0)

JEDEC ID

9FH

(M7~M0)

(ID15~ID8)

(ID7~ID0)

说明:数据高位在前,带括号的数据表示数据从DO引脚读出。

写使能06H:
写使能指令将会使状态寄存器WEL位置位,在执行每个“页编程”、“扇区擦除”、“块擦除”、“芯片擦除”和“写状态寄存器”命令之前,都要先置位WEL,/CS脚先拉低之后,“写使能”指令码06H从DIO引脚输入,在CLK上升沿采集,然后再拉高/CS引脚。
file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image010.jpg
写禁止04H:
时序与写使能相同,执行完“页编程”、“扇区擦除”、“块擦除”、“芯片擦除”和 “写状态寄存器”命令之后WEL位会自动变0,即自动进入写禁止状态。

读状态寄存器05H
当/CS拉低之后,开始把05H从DIO引脚送入芯片,在CLK的上升沿数据被芯片采集,当芯片认出采集到的数据是05H时,芯片就会把“状态寄存器”的值从DO引脚输出,数据在CLK的下降沿输出,高位在前。
读状态寄存器指令在任何时候都可以用,甚至在编程、擦除、写状态寄存器的过程中也可以用,这样就可从状态寄存器的BUSY位判断编程、擦除、写状态寄存器周期是否结束,从而让我们知道芯片是否可以接收下一指令,如果/CS不被拉高,状态寄存器的值将一直从DO脚输出,当/CS拉高后,该指令结束。读状态寄存器时序如下图所示。
file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image012.jpg
写状态寄存器01H
在执行写状态寄存器指令以前,需要先按“写使能时序”执行完“写使能”指令,然后再次将/CS拉低,把01H从DIO引脚送入芯片,然后再把需要的状态寄存器的值送入芯片,拉高/CS,指令结束,如果此时没把/CS脚拉高,或者是拉得晚了,值将不会被写入,指令无效。
file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image014.jpg

读数据03H
读数据指令允许读取一个或多个字节,先将/CS拉低,把03H从DIO引脚送入芯片,然后再把24位地址送入芯片,这些数据在时钟的上升沿被芯片采集,芯片收到24位在CLK引脚的下降沿从DO引脚输出,高位在前。当读完这个地址的数据后,地址自动增加,然后通过DO引脚把下一个地址的数据输出,也就是说,只要CLK在工作,通过一条指令就可把整个芯片储存区的数据全部读出来,把/CS脚拉高,“读数据”指令结束,当芯片在执行编程、擦除和读状态寄存器指令的周期内,“读数据”指令无效。

file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image016.jpg

页编程02H
在执行页编程指令以前,需要先擦除整个待写入区域,保证待写入区域全为1,然后按“写使能时序”执行完“写使能”指令,再把/CS拉低,将02H从DIO引脚送入芯片,然后再把24位地址送入芯片,然后接着送要写入的字节到芯片,在写完数据后,把/CS拉高。写完一页后必须把地址改为0,不然的话,如果时钟还在继续,地址将自动变为页的开始地址,如果写入的字节不足256个字节的话,其它写入的字节都是无意义的,如果写入的字节大于256字节,多余的字节加上无用的字节覆盖刚刚写入的256字节,所以需要保证写入的字节小于或等于256字节。如果写入的地址处于写保护状态,“页编程”指令无效。

file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image018.jpg
file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image020.jpg

扇区擦除20H
扇区擦除指令将一个扇区(4096字节)擦除,擦除后扇区字节都为FFH,在执行扇区擦除指令以前,需要先按“写使能时序”执行完“写使能”指令,然后再次将/CS拉低,把20H从DIO引脚送入芯片,然后再把24位扇区地址送入芯片,然后拉高/CS,指令结束,如果此时没及时把/CS脚拉高,指令将不起作用。如果擦除的地址处于写保护状态,“扇区擦除”指令无效。
file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image022.jpg

块擦除D8H
块擦除指令将一个块(65536字节)擦除,擦除后扇区字节都为FFH,在执行块擦除指令以前,需要先按“写使能时序”执行完“写使能”指令,然后再次将/CS拉低,把D8H从DIO引脚送入芯片,然后再把24位扇区地址送入芯片,然后拉高/CS,指令结束,如果此时没及时把/CS脚拉高,指令将不起作用。如果擦除的地址处于写保护状态,“块擦除”指令无效。

芯片擦除C7H
芯片擦除指令将整个芯片储存区擦除,擦除后整个芯片储存区字节都为FFH,在执行芯片擦除指令以前,需要先按“写使能时序”执行完“写使能”指令,然后再次将/CS拉低,把C7H从DIO引脚送入芯片,然后拉高/CS,指令结束,如果此时没及时把/CS脚拉高,指令将不起作用。任何一个块处于写保护状态,“块擦除”指令无效。
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