w806 w25q128 spi flash 移植fatfs

本文档详细介绍了如何在STM32上初始化SPI接口,并配置FatFS文件系统,包括SPI参数设置、GPIO配置以及FatFS的低层驱动实现,用于在SPI连接的闪存设备上进行读写操作。

一:spi初始化

    hspi.Instance = SPI;
    hspi.Init.Mode = SPI_MODE_MASTER;
    hspi.Init.CLKPolarity = SPI_POLARITY_LOW; 
    hspi.Init.CLKPhase = SPI_PHASE_1EDGE; 
    hspi.Init.NSS = SPI_NSS_SOFT;
    hspi.Init.BaudRatePrescaler = SPI_BAUDRATEPRESCALER_4;
    hspi.Init.FirstByte = SPI_LITTLEENDIAN;

二:io初始化

    __HAL_RCC_SPI_CLK_ENABLE();
	__HAL_AFIO_REMAP_SPI_CS(GPIOB, GPIO_PIN_4);//22 or 18
	__HAL_AFIO_REMAP_SPI_CLK(GPIOB, GPIO_PIN_2);//24
	__HAL_AFIO_REMAP_SPI_MISO(GPIOB, GPIO_PIN_3);//25
	__HAL_AFIO_REMAP_SPI_MOSI(GPIOB, GPIO_PIN_5);//26

三:下载fatfs

 

//#define DEV_RAM		0	/* Example: Map Ramdisk to physical drive 0 */
//#define DEV_MMC		1	/* Example: Map MMC/SD card to physical drive 1 */
//#define DEV_USB		2	/* Example: Map USB MSD to physical drive 2 */

#define DEV_SPI		0	/* Example: Map USB MSD to physical drive 2 */

//修改添加 spi
/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* Low level disk I/O module SKELETON for FatFs     (C)ChaN, 2019        */
/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* If a working storage control module is available, it should be        */
/* attached to the FatFs via a glue function rather than modifying it.   */
/* This is an example of glue functions to attach various exsisting      */
/* storage control modules to the FatFs module with a defined API.       */
/*-----------------------------------------------------------------------*/

#include "ff.h"			/* Obtains integer types */
#include "diskio.h"		/* Declarations of disk functions */

#include "../src/wq25128.h"

/* Definitions of physical drive number for each drive */

//#define DEV_RAM		0	/* Example: Map Ramdisk to physical drive 0 */
//#define DEV_MMC		1	/* Example: Map MMC/SD card to physical drive 1 */
//#define DEV_USB		2	/* Example: Map USB MSD to physical drive 2 */

#define DEV_SPI		0	/* Example: Map USB MSD to physical drive 2 */


/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* Get Drive Status                                                      */
/*-----------------------------------------------------------------------*/

DSTATUS disk_status (
	BYTE pdrv		/* Physical drive nmuber to identify the drive */
)
{
	DSTATUS stat;
//	int result;
	
	uint8_t id[2] = {0};
	
	switch (pdrv) {
	case DEV_SPI:
		
		//BSP_W25Q128_Init();
		BSP_W25Q128_Read_ID(id);
		//result = id[0] << 8 | id[1];
		if(id[0] == 0xEF && id[1] == 0x17)//0x18 is w25q256
			stat = !STA_NOINIT;
		else   
			stat = STA_NOINIT;
		return stat;	
	
	
	}
	return STA_NOINIT;
}



/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* Inidialize a Drive                                                    */
/*-----------------------------------------------------------------------*/

DSTATUS disk_initialize (
	BYTE pdrv				/* Physical drive nmuber to identify the drive */
)
{
	//DSTATUS stat;
	//int result;
	
	

	switch (pdrv) {
	case DEV_SPI:
		//BSP_W25Q128_Init();
		 
		return !STA_NOINIT;//disk_status(DEV_SPI);
	
	
	}
	return STA_NOINIT;
}



/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* Read Sector(s)                                                        */
/*-----------------------------------------------------------------------*/

DRESULT disk_read (
	BYTE pdrv,		/* Physical drive nmuber to identify the drive */
	BYTE *buff,		/* Data buffer to store read data */
	LBA_t sector,	/* Start sector in LBA */
	UINT count		/* Number of sectors to read */
)
{
	//DRESULT res;
	//int result;

	switch (pdrv) {
	case DEV_SPI:
		if(pdrv != 0 || count == 0)   return RES_PARERR;

		if(BSP_W25Q128_Read(buff, sector * W25Q128FV_SECTOR_SIZE, count * W25Q128FV_SECTOR_SIZE) == W25Q128_OK)
			return RES_OK;
		else return RES_ERROR;
	
	
	}

	return RES_PARERR;
}



/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* Write Sector(s)                                                       */
/*-----------------------------------------------------------------------*/

#if FF_FS_READONLY == 0

DRESULT disk_write (
	BYTE pdrv,			/* Physical drive nmuber to identify the drive */
	const BYTE *buff,	/* Data to be written */
	LBA_t sector,		/* Start sector in LBA */
	UINT count			/* Number of sectors to write */
)
{
	//DRESULT res;
	//int result;
	uint8_t i = 0;
	switch (pdrv) {
	case DEV_SPI:
		

		if(pdrv != 0 || count == 0)   return RES_PARERR;

		for(i = 0; i < count; i++)
		{
			if(BSP_W25Q128_Erase_Sector((sector + i) * W25Q128FV_SECTOR_SIZE) != W25Q128_OK)
				return RES_ERROR;

			if(BSP_W25Q128_Write((uint8_t*)buff + (i * W25Q128FV_SECTOR_SIZE), (sector + i) * W25Q128FV_SECTOR_SIZE, W25Q128FV_SECTOR_SIZE) != W25Q128_OK)
				return RES_ERROR;
		}

		return RES_OK;
	
	
	}

	return RES_PARERR;
}

#endif


/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* Miscellaneous Functions                                               */
/*-----------------------------------------------------------------------*/

DRESULT disk_ioctl (
	BYTE pdrv,		/* Physical drive nmuber (0..) */
	BYTE cmd,		/* Control code */
	void *buff		/* Buffer to send/receive control data */
)
{
	DRESULT res;
	//int result;

	switch (pdrv) {
	case DEV_SPI:
		if(pdrv != 0)   return RES_PARERR;

		switch(cmd)
		{
			case CTRL_SYNC:
				res = RES_OK;
				break;

			case GET_SECTOR_COUNT:
				*(DWORD*)buff = W25Q128FV_FLASH_SIZE / W25Q128FV_SECTOR_SIZE;
				res = RES_OK;
				break;

			case GET_SECTOR_SIZE:
				*(WORD*)buff =  W25Q128FV_SECTOR_SIZE;
				res = RES_OK;
				break;

			case GET_BLOCK_SIZE:
				*(DWORD*)buff = 1;
				res = RES_OK;
				break;

			default:
				res = RES_PARERR;
				break;

		}
		return res;
	
	
	
	}

	return RES_PARERR;
}

根据需要 修改 配置 文件 

#define FF_USE_MKFS		1         //支持格式化函数
#define FF_CODE_PAGE	936       //中文支持
#define FF_USE_LFN		1         //长文件名支持
#define FF_MAX_SS		4096        //扇区块字节
#define FF_MAX_SS		4096        //文件日期

<think>首先,用户的问题是:“我想在51单片机上通过SPI接口读取W25Q128 Flash芯片的数据 请问51单片机 读取 W25Q128 SPI Flash 芯片 方法”。我需要基于系统级指令来回答。 系统级指令: - 所有行内数学表达式必须使用$...$格式。 - 独立公式必须使用$$...$$格式并单独成段。 - LaTeX语法正确。 - 使用中文回答。 - 生成相关问题。 - 回答中引用的段落末尾自然地添加引用标识。 - 回答结构清晰,帮助用户逐步解决问题。 - 参考提供的引用内容。 提供的引用: - 引用[1]:关于STC89C52单片机实现W25Q64读写。 - 引用[2]:关于SPI通信模块设计和实践。 - 引用[3]:关于w806 w25q128 spi flash移植fatfs,包括SPI初始化代码。 用户的问题是关于51单片机读取W25Q128,而不是W25Q64。W25Q128128Mb的芯片,但接口类似,都是SPI。所以,我可以基于引用内容来回答。 回答结构: 1. **介绍**:简要介绍51单片机和W25Q128,以及SPI接口。 2. **步骤**:逐步解释如何读取数据,包括硬件连接、软件初始化、发送命令等。 3. **代码示例**:提供代码片段,使用代码块格式。 4. **引用**:在相关段落末尾添加引用标识。 5. **相关问题**:生成相关问题。 确保使用中文。 关键点: - 51单片机,如STC89C52,常用于嵌入式系统。 - W25Q128SPI Flash芯片。 - SPI接口涉及主从通信,需要片选线(CS)、时钟线(SCK)、数据线(MOSI和MISO)。 - 读取数据需要发送读取命令(如0x03)后跟地址。 基于引用: - 引用[1]提到实现W25Q64读写,类似。 - 引用[2]解释SPI总线。 - 引用[3]提供SPI初始化代码,适用于W25Q128。 在回答中,引用相关部分: - 例如,当讨论SPI初始化时,可以引用[3]。 - 当讨论硬件连接时,可以引用[2]。 生成相关问题:在最后添加“相关问题”部分。 数学表达式:用户的问题不涉及数学,但如果需要,比如计算地址或时序,可以用$...$格式。例如,如果提到时钟频率,可以用$f_{clock}$。 现在,构建回答: 1. **介绍**:51单片机(如STC89C52)通过SPI接口读取W25Q128 Flash芯片的数据。SPI是一种高速同步串行通信协议[^2]。 2. **硬件连接**: - 连接单片机SPI引脚到W25Q128:SCK、MOSI、MISO、CS。 - 参考引用[2],SPI总线支持多个从设备,通过片选线选择。 3. **软件初始化**: - 初始化SPI模块,设置模式、时钟极性、相位等。 - 引用[3]提供初始化代码示例:设置为主模式、时钟极性低、相位第一边沿等。 4. **读取数据步骤**: - 发送读取命令(0x03)。 - 发送24位地址。 - 读取数据。 - 确保时序正确。 5. **代码示例**:提供C语言代码片段。 6. **注意事项**:如SPI速度、芯片状态检查等。 7. **引用**:在描述相关部分时添加引用。 最后,生成相关问题: 1. 如何写入数据到W25Q128? 2. 如何擦除W25Q128的扇区? 3. 51单片机如何优化SPI通信速度? 确保回答真实可靠:基于标准SPI协议和芯片数据手册。</think>### 51单片机读取W25Q128 SPI Flash芯片的方法 在51单片机(如STC89C52)上通过SPI接口读取W25Q128 Flash芯片的数据,是一种常见的嵌入式系统操作。W25Q128是一款128Mb容量的串行闪存芯片,采用SPI协议通信,支持高速数据传输(最高可达104MHz)。SPI(Serial Peripheral Interface)是一种同步、全双工的总线协议,通过主从架构实现数据交换[^2]。下面我将逐步指导您完成读取过程,确保方法真实可靠,基于SPI标准协议和W25Q128数据手册。整个过程包括硬件连接、SPI初始化、发送读取命令和数据读取。 #### 1. **硬件连接** 首先,将51单片机与W25Q128正确连接。SPI总线包含4条基本信号线: - **SCK (Serial Clock)**:时钟信号,由单片机主控。 - **MOSI (Master Out Slave In)**:单片机Flash发送数据。 - **MISO (Master In Slave Out)**:Flash单片机发送数据。 - **CS (Chip Select)**:片选信号,低电平有效,用于选中Flash芯片。 参考连接方式(以STC89C52为例): - 单片机P1.5 (SCK) → W25Q128 SCK - 单片机P1.6 (MOSI) → W25Q128 MOSI - 单片机P1.7 (MISO) → W25Q128 MISO - 单片机P1.4 (CS) → W25Q128 CS 此外,确保供电稳定(3.3V或5V兼容),并添加上拉电阻(10kΩ)到MOSI和MISO线,以提高信号稳定性。SPI总线支持多从设备,通过CS线选择目标芯片[^2]。 #### 2. **SPI初始化** 在51单片机上,SPI通常通过软件模拟(bit-banging)实现,因为部分51型号(如STC89C52)无硬件SPI模块。初始化时需设置时钟极性(CPOL)和相位(CPHA),W25Q128默认支持模式0(CPOL=0, CPHA=0),即时钟空闲时为低电平,数据在上升沿采样[^3]。 初始化代码示例(C语言): ```c #include <reg52.h> sbit SCK = P1^5; // 定义SCK引脚 sbit MOSI = P1^6; // 定义MOSI引脚 sbit MISO = P1^7; // 定义MISO引脚 sbit CS = P1^4; // 定义CS引脚 void SPI_Init() { CS = 1; // 初始时CS拉高,禁用Flash SCK = 0; // 时钟空闲低电平(CPOL=0) MOSI = 1; // MOSI初始高电平 } void SPI_WriteByte(unsigned char dat) { unsigned char i; for (i = 0; i < 8; i++) { SCK = 0; // 下降沿准备数据 MOSI = (dat & 0x80) ? 1 : 0; // 发送最高位 dat <<= 1; SCK = 1; // 上升沿数据采样(CPHA=0) } } unsigned char SPI_ReadByte() { unsigned char i, dat = 0; for (i = 0; i < 8; i++) { SCK = 0; // 下降沿准备 SCK = 1; // 上升沿采样 dat <<= 1; dat |= MISO; // 读取MISO数据 } return dat; } ``` 此代码基于软件模拟SPI,参考了SPI初始化参数(如时钟极性和相位设置)[^3]。实际应用中,需根据单片机时钟频率调整延时(例如使用`_nop_()`函数),以确保SPI速度不超过W25Q128的最大速率(通常为80MHz)。 #### 3. **读取数据步骤** W25Q128的读取操作使用命令`0x03`,后跟24位地址(3字节)。地址范围为0x000000到0xFFFFFF,对应128Mb存储空间。读取过程如下: 1. **使能芯片**:拉低CS信号,选中Flash。 2. **发送读取命令**:发送1字节命令`0x03`。 3. **发送地址**:发送3字节地址(高位在前)。 4. **读取数据**:连续读取数据字节,直到完成。 5. **禁用芯片**:拉高CS信号,结束通信。 读取函数示例: ```c void W25Q128_ReadData(unsigned long addr, unsigned char *buffer, unsigned int len) { CS = 0; // 使能Flash SPI_WriteByte(0x03); // 发送读取命令 SPI_WriteByte((addr >> 16) & 0xFF); // 地址高位 SPI_WriteByte((addr >> 8) & 0xFF); // 地址中位 SPI_WriteByte(addr & 0xFF); // 地址低位 for (unsigned int i = 0; i < len; i++) { buffer[i] = SPI_ReadByte(); // 读取数据到缓冲区 } CS = 1; // 禁用Flash } ``` **关键注意事项**: - **时序要求**:SPI时钟频率应在W25Q128支持范围内(例如20MHz)。如果使用低速单片机,需在`SPI_WriteByte`和`SPI_ReadByte`中添加延时(如`for(int j=0;j<10;j++) _nop_();`)。 - **状态检查**:在读取前,建议检查Flash忙状态(通过发送`0x05`命令读取状态寄存器),避免在写/擦除操作时读取[^1]。 - **地址对齐**:W25Q128支持任意地址读取,但建议从页边界(256字节)开始以提高效率。 - **性能优化**:对于大数据量,使用DMA或硬件SPI(如果单片机支持)可提升速度[^2]。 #### 4. **完整示例流程** 假设从地址0x000000读取16字节数据: ```c void main() { SPI_Init(); // 初始化SPI unsigned char data[16]; W25Q128_ReadData(0x000000, data, 16); // 读取数据 // 此处可添加数据处理代码,如发送到串口 } ``` #### 5. **常见问题与调试** - **读取失败**:检查硬件连接是否松动,确保CS信号在非操作时拉高。使用逻辑分析仪捕获SPI波形,验证命令和地址是否正确。 - **速度问题**:51单片机时钟频率较低(通常12MHz),SPI速率可能受限。计算最大SPI速率公式为$f_{spi} = \frac{f_{cpu}}{2}$,其中$f_{cpu}$是单片机时钟频率[^2]。例如,12MHz单片机最大SPI速率为6MHz。 - **功耗管理**:读取后,发送`0xB9`命令进入休眠模式以省电。 此方法基于标准SPI协议和W25Q128数据手册,确保可靠性和兼容性。实际项目中,可参考嵌入式系统开发实践进行优化[^1][^3]。
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