外设驱动库开发笔记49：BY25Qxx存储器驱动

最新推荐文章于 2025-07-04 15:46:04 发布

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#BY25Q #QSPI #NOR FLASH

本文详细介绍了如何使用STM32H7微控制器通过QSPI接口驱动BY25QXXX系列NORFLASH存储器。内容包括QSPI接口的增强特性、NORFLASH的基本特点、操作指令以及驱动设计与实现。驱动设计基于对象模型，包含了写使能、读取数据、擦除和编程等关键操作。最后，通过实际读写操作验证了驱动的正确性，并提醒注意状态寄存器的QE位设置以及QSPI接口的GPIO速度配置。

在有一些应用中，我们可能需要大一些容量的存储单元，而实现的形式多种多样，在这一篇中我们将来讨论怎么使用BY25QXXX系列NOR FLASH存储器的问题。

1、功能概述

在开始实现BY25QXXX系列NOR FLASH存储器的驱动之前，我们需要先了解一下它的基本情况。

1.1、QSPI接口

QSPI接口，是QueuedSPI的缩写。和之前谈到的SPI一样都是出自Motorola。QSPI在SPI基础上做了一些增强，且向下兼容SPI。QSPI相对SPI最显著的差异就是增加了发送接收数据队列，Queued的称呼就是这么来的。这样做的好处就是，无需每次数据传输都需要CPU参与，可以降低CPU的资源占用。
QSPI采用6先模式，同样也可以按Standard SPI、Dual SPI方式工作。我们引用STM32H7上一张QSPI接口与Flash的连接图来展示其连线方式。

QSPI接口可以在以下三种模式下工作：间接模式，使用 QSPI 寄存器执行全部操作；状态轮询模式，周期性读取外部 Flash 状态寄存器，而且标志位置 1 时会产生中断（如擦除或烧写完成，会产生中断）；内存映射模式，外部 Flash 映射到微控制器地址空间，从而系统将其视作内部存储器。我们在这里考虑BY25QXXX系列NOR FLASH存储器的驱动问题其实就是以间接模式访问的情况。
#1.2、BY25Q基本特点
BY25QXXX系列NOR FLASH存储器支持标准SPI模式、双线SPI模式、四线SPI模式。其封装级引脚定义如下：

这些引脚中，片选信号CS和始终信号SCLK在各种模式下是没有区别的。而SO（IO1）引脚在标准SPI模式下用作串行输出，在双线模式和四线模式下则是IO1。SI（IO0）引脚在标准SPI模式下用作串行输入，在双线模式和四线模式下则是IO0。WP（IO2）引脚在标准和双线模式下为写保护，在四线模式下为IO2。HOLD（IO3）引脚在标准和双线模式下为HOLD，在四线模式下为IO3。
#1.3、操作指令
BY25QXXX系列NOR FLASH存储器在间接访问模式下，主要有四类指令：配置与状态指令、读指令、ID和安全指令、编程和擦除指令。。
配置与状态指令，用于配置操作方式及获取工作状态，主要包括使能及状态操作，具体指令如下所示：

读指令，用于读取数据。读取数据支持在标准模式下、双线模式下、四线模式下进行操作，具体的指令如下所示：

ID和安全指令，用于读取或配置一些特定操作，如获取制造商编号以及设备编号等，具体的指令如下所示：

编程和擦除指令，用以实现对扇区、块以及整片的擦除以及指定的区域的编程等功能，具体的指令如下所示：

对于BY25QXXX系列NOR FLASH存储器，不管是读写操作还是其它操作在指令阶段都是标准的SPI操作方式。

2、驱动设计与实现

我们已经大致了解了BY25QXXX系列NOR FLASH存储器操作方式及指令，接下来我们就来考虑实现以间接模式访问它的驱动问题。

2.1、对象定义

我们依旧是基于对象的模式来考虑这一问题，所以我们首先需要定义BY25QXXX系列NOR FLASH存储器的对象类型。我们先来分析一下，作为对象BY25QXXX系列NOR FLASH存储器都有哪些必要的属性和操作。
先说一说属性问题，对于BY25QXXX系列NOR FLASH存储器对象来说可以标识器身份和状态的无非是ID和状态寄存器，而ID有包括制造商ID、设备ID、JEDEC ID和uniqueID等，我们可以将其作为对象的属性以标识不同的对象，当这些属性并不是必须的。
再来看一看操作问题，对于BY25QXXX系列NOR FLASH存储器，它的操作指令有很多，但我们通过分析他们的时序不难发现所有的指令都可归纳为：命令发送、数据发送、数据接收等内容。不同的指令包括不同的组合，所以我们只需要将命令发送、数据发送、数据接收作为对象的操作，通过组合就可以实现全部的操作指令。还有一点需要考虑的是，在写数据或者擦除是需要等待是否完成，所以我们额外添加一个就绪检测操作。通过上述分析我们可以定义BY25QXXX系列NOR FLASH存储器对象类型如下：

/*定义BY25QXX对象类型 */
typedef struct BY25QObject{
    uint8_t status[3];
    uint8_t mfrID[2];
    uint8_t jedecID[3];
    uint8_t uniqueID[8];
    
    void (*Write)(BY25QCommandConfigType config,uint8_t *wDatas);   //写数据操作指针
    void (*Read)(BY25QCommandConfigType config,uint8_t *rDatas);    //读数据操作指针
    void (*Command)