【STM32H7教程】第73章 STM32H7的SPI总线应用之驱动W25QXX（支持查询，中断和DMA）

最编程 2024-01-11 17:29:43

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第73章 STM32H7的SPI总线应用之驱动W25QXX（支持查询，中断和DMA）

本章节为大家讲解标准SPI接线方式驱动W25QXX，实现了查询，中断和DMA三种方式。

73.1 初学者重要提示

73.2 W25QXX硬件设计

73.4 W25QXX关键知识点整理（重要）

73.5 W25QXX驱动设计

73.6 SPI总线板级支持包（bsp_spi_bus.c）

73.7 W25QXX板级支持包（bsp_spi_flash.c）

73.8 使用例程设计框架

73.9 实验例程说明（MDK）

73.10 实验例程说明（IAR）

73.11 总结

73.1 初学者重要提示

学习本章节前，务必优先学习第72章。
W25Q64FV属于NOR型Flash存储芯片。
W25Q64JV手册下载地址：链接（这是一个超链接），当前章节配套例子的Doc文件件里面也有存放。
本章第3小节整理的知识点比较重要，务必要了解下，特别是页编程和页回卷。
对SPI Flash W25QXX的不同接线方式（1线，2线或者4线，这里的线是指的数据线），编程命令是不同的。
W25Q64JV最高支持133MHz，但最高读命令03H速度是50MHz。
文件bsp_spi_bus.c文件公共的总线驱动文件，支持串行FLASH、TSC2046、VS1053、AD7705、ADS1256等SPI设备的配置。
函数sf_WriteBuffer不需要用户做擦除，会自动执行擦除功能，支持任意大小，任意地址，不超过芯片容量即可。

73.2 W25QXX硬件设计

STM32H7驱动W25QXX的硬件设计如下：

关于这个原理图，要了解到以下几个知识：

V7开发板实际外接的芯片是W25Q64JV。
CS片选最好接上拉电阻，防止意外操作。
这里的PB3，PB4和PB5引脚可以复用SPI1，SPI3和SPI6。实际应用中是复用的SPI1。
W25Q64的WP引脚用于写保护，低电平有效性，当前是直接高电平。
HOLD引脚也是低电平有效，当前是将其接到高电平。此引脚的作用是CS片选低电平时，DO引脚输出高阻，忽略CLK和DI引脚上的信号。

73.3 W25QXX关键知识点整理（重要）

驱动W25QXX前要先了解下这个芯片的相关信息。

73.3.1 W25QXX基础信息

W25Q64FV的容量是8MB（256Mbit）。
W25Q64FV支持标准SPI（单线SPI），用到引脚CLK、CS，DI和DO引脚。

支持两线SPI，用到引脚CLK、CS、IO₀、IO₁ 。

支持四线SPI，用到引脚CLK、CS、IO₀、IO₁，IO₂、IO₃。

（注：这里几线的意思是几个数据线）。

W25Q64FV支持的最高时钟是133MHz。
每个扇区最少支持10万次擦写，可以保存20年数据。
页大小是256字节，支持页编程，也就是一次编写256个字节，也可以一个一个编写。
支持4KB为单位的扇区擦除，也可以32KB或者64KB为单位的擦除。

整体框图如下：

W25Q64FV：

有128个Block，每个Block大小64KB。
每个Block有16个Sector，每个Sector大小4KB。
每个Sector有16个Page，每个Page大小是256字节。

73.3.2 W25QXX命令

使用W25Q的接线方式不同，使用的命令也有所不同，使用的时候务必要注意，当前我们使用的标准SPI，即单线SPI，使用的命令如下：

当前主要用到如下几个命令：

#define CMD_EWRSR       0x50  /* 允许写状态寄存器的命令 */
#define CMD_WRSR      0x01  /* 写状态寄存器命令 */
#define CMD_WREN      0x06    /* 写使能命令 */
#define CMD_READ      0x03  /* 读数据区命令 */
#define CMD_RDSR      0x05    /* 读状态寄存器命令 */
#define CMD_RDID      0x9F    /* 读器件ID命令 */
#define CMD_SE        0x20    /* 擦除扇区命令 */
#define CMD_BE        0xC7    /* 批量擦除命令 */
#define WIP_FLAG      0x01    /* 状态寄存器中的正在编程标志（WIP) */

73.3.3 W25QXX页编程和页回卷

SPI Flash仅支持页编程（页大小256字节），所有其它大批量数据的写入都是以页为单位。这里注意所说的页编程含义，页编程分为以下三步（伪代码）：

bsp_spiWrite1(0x02);                               ----------第1步发送页编程命令        
bsp_spiWrite1((_uiWriteAddr & 0xFF0000) >> 16);    ----------第2步发送地址   
bsp_spiWrite1((_uiWriteAddr & 0xFF00) >> 8);   
bsp_spiWrite1(_uiWriteAddr & 0xFF);               

    for (i = 0; i < _usSize; i++)
    {
        bsp_spiWrite1(*_pBuf++);   ----------第3步写数据，此时就可以连续写入数据了，
                                             不需要再重新设置地址，地址会自增。这样可以大大加快写入速度。   
    }

页编程的含义恰恰就体现在第3步了，如果用户设置的“起始地址+数据长度”所确定的地址范围超过了此起始地址所在的页，地址自增不会超过页范围，而是重新回到了此页的首地进行编写。这一点要特别的注意。如果用户不需要使用地址自增效果，那么直接指定地址进行编写即可。可以任意指定地址进行编写，编写前一定要进行擦除。

比如下面就是页内操作（使用前已经进行了扇区擦除，每次擦除最少擦除一个扇区4KB）：

uint8_t tempbuf[10] = {0x11,0x22,0x33,0x44,0x55,0x66,0x77,0x88,0x99,0x00};
uint8_t temp1 = 0x10, temp2 = 0x29, temp3 = 0x48;

从250地址开始写入10个字节数据 PageWrite(tempbuf, 250, 10);（因为一旦写入超过地址255，就会从0地址开始重新写）。
向地址20写入1个字节数据：PageWrite(&temp1, 20, 1);
向地址30写入1个字节数据：PageWrite(&temp2, 30, 1);
向地址510写入1个字节数据：PageWrite(&temp3, 510, 1) (这里已经是写到下一页了)

下面是将从0地址到511地址读取出来的512个字节数据，一行32字节。

73.3.4 W25QXX扇区擦除

SPI Flash的擦除支持扇区擦除（4KB），块擦除（32KB或者64KB）以及整个芯片擦除。对于扇区擦除和块擦除，使用的时候要注意一点，一般情况下，只需用户给出扇区或者块的首地址即可。

如果给的不是扇区或者块的首地址也没有关系的，只要此地址是在扇区或者块的范围内，此扇区或者块也可以被正确擦除。不过建议使用时给首地址，方便管理。

73.3.5 W25QXX规格参数

这里我们主要了解擦写耗时和支持的时钟速度，下面是擦写时间参数：

页编程时间：典型值0.4ms，最大值3ms。
扇区擦除时间（4KB）：典型值45ms，最大值400ms。
块擦除时间（32KB）：典型值120ms，最大值1600ms。
块擦除时间（64KB）：典型值150ms，最大值2000ms。
整个芯片擦除时间：典型值20s，最大值100s。

支持的速度参数如下：

可以看到最高支持的读时钟（使用命令03H）速度是50MHz，其它命令速度可以做到133MHz。

73.4 W25QXX驱动设计

W25QXX的程序驱动框架设计如下：

有了这个框图，程序设计就比较好理解了。

73.4.1 第1步：SPI总线配置

spi总线配置通过如下两个函数实现：

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: bsp_InitSPIBus
*    功能说明: 配置SPI总线。
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void bsp_InitSPIBus(void)
{    
    g_spi_busy = 0;
    
    bsp_InitSPIParam(SPI_BAUDRATEPRESCALER_8, SPI_PHASE_1EDGE, SPI_POLARITY_LOW);
}

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: bsp_InitSPIParam
*    功能说明: 配置SPI总线参数，时钟分频，时钟相位和时钟极性。
*    形    参: _BaudRatePrescaler  SPI总线时钟分频设置，支持的参数如下：
*                                 SPI_BAUDRATEPRESCALER_2    2分频
*                                 SPI_BAUDRATEPRESCALER_4    4分频
*                                 SPI_BAUDRATEPRESCALER_8    8分频
*                                 SPI_BAUDRATEPRESCALER_16   16分频
*                                 SPI_BAUDRATEPRESCALER_32   32分频
*                                 SPI_BAUDRATEPRESCALER_64   64分频
*                                 SPI_BAUDRATEPRESCALER_128  128分频
*                                 SPI_BAUDRATEPRESCALER_256  256分频
*                                                        
*             _CLKPhase           时钟相位，支持的参数如下：
*                                 SPI_PHASE_1EDGE     SCK引脚的第1个边沿捕获传输的第1个数据
*                                 SPI_PHASE_2EDGE     SCK引脚的第2个边沿捕获传输的第1个数据
*                                 
*             _CLKPolarity        时钟极性，支持的参数如下：
*                                 SPI_POLARITY_LOW    SCK引脚在空闲状态处于低电平
*                                 SPI_POLARITY_HIGH   SCK引脚在空闲状态处于高电平
*
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void bsp_InitSPIParam(uint32_t _BaudRatePrescaler, uint32_t _CLKPhase, uint32_t _CLKPolarity)
{
    /* 提高执行效率，只有在SPI硬件参数发生变化时，才执行HAL_Init */
    if (s_BaudRatePrescaler == _BaudRatePrescaler && s_CLKPhase == _CLKPhase && s_CLKPolarity == _CLKPolarity)
    {        
        return;
    }

    s_BaudRatePrescaler = _BaudRatePrescaler;    
    s_CLKPhase = _CLKPhase;
    s_CLKPolarity = _CLKPolarity;
    
    
    /* 设置SPI参数 */
    hspi.Instance               = SPIx;                   /* 例化SPI */
    hspi.Init.BaudRatePrescaler = _BaudRatePrescaler;     /* 设置波特率 */
    hspi.Init.Direction         = SPI_DIRECTION_2LINES;   /* 全双工 */
    hspi.Init.CLKPhase          = _CLKPhase;              /* 配置时钟相位 */
    hspi.Init.CLKPolarity       = _CLKPolarity;           /* 配置时钟极性 */
    hspi.Init.DataSize          = SPI_DATASIZE_8BIT;      /* 设置数据宽度 */
    hspi.Init.FirstBit          = SPI_FIRSTBIT_MSB;       /* 数据传输先传高位 */
    hspi.Init.TIMode            = SPI_TIMODE_DISABLE;     /* 禁止TI模式  */
    hspi.Init.CRCCalculation    = SPI_CRCCALCULATION_DISABLE; /* 禁止CRC */
    hspi.Init.CRCPolynomial     = 7;                       /* 禁止CRC后，此位无效 */
    hspi.Init.CRCLength         = SPI_CRC_LENGTH_8BIT;     /* 禁止CRC后，此位无效 */
    hspi.Init.NSS               = SPI_NSS_SOFT;               /* 使用软件方式管理片选引脚 */
    hspi.Init.FifoThreshold     = SPI_FIFO_THRESHOLD_01DATA;  /* 设置FIFO大小是一个数据项 */
    hspi.Init.NSSPMode          = SPI_NSS_PULSE_DISABLE;      /* 禁止脉冲输出 */
    hspi.Init.MasterKeepIOState = SPI_MASTER_KEEP_IO_STATE_ENABLE; /* 禁止SPI后，SPI相关引脚保持当前状态 */  
    hspi.Init.Mode             = SPI_MODE_MASTER;            /* SPI工作在主控模式 */

    /* 复位配置 */
    if (HAL_SPI_DeInit(&hspi) != HAL_OK)
    {
        Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
    }    

    /* 初始化配置 */
    if (HAL_SPI_Init(&hspi) != HAL_OK)
    {
        Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
    }    
}

关于这两个函数有以下两点要做个说明：

函数bsp_InitSPIBus里面的配置是个初始设置。实际驱动芯片时，会通过函数bsp_InitSPIParam做再配置。
函数bsp_InitSPIParam提供了时钟分频，时钟相位和时钟极性配置。驱动不同外设芯片时，基本上调整这三个参数就够。当SPI接口上接了多个不同类型的芯片时，通过此函数可以方便的切换配置。

73.4.2 第2步：SPI总线的查询，中断和DMA方式设置

SPI驱动的查询，中断和DMA方式主要通过函数bsp_spiTransfer实现数据传输：

/*
*********************************************************************************************************
*                                 选择DMA，中断或者查询方式
*********************************************************************************************************
*/
//#define USE_SPI_DMA    /* DMA方式  */
//#define USE_SPI_INT    /* 中断方式 */
#define USE_SPI_POLL   /* 查询方式 */

/* 查询模式 */
#if defined (USE_SPI_POLL)

uint8_t g_spiTxBuf[SPI_BUFFER_SIZE];  
uint8_t g_spiRxBuf[SPI_BUFFER_SIZE];

/* 中断模式 */
#elif defined (USE_SPI_INT)

uint8_t g_spiTxBuf[SPI_BUFFER_SIZE];   
uint8_t g_spiRxBuf[SPI_BUFFER_SIZE];

/* DMA模式使用的SRAM4 */
#elif defined (USE_SPI_DMA)
    #if defined ( __CC_ARM )    /* IAR *******/
        __attribute__((section (".RAM_D3"))) uint8_t g_spiTxBuf[SPI_BUFFER_SIZE];   
        __attribute__((section (".RAM_D3"))) uint8_t g_spiRxBuf[SPI_BUFFER_SIZE];
    #elif defined (__ICCARM__)   /* MDK ********/
        #pragma location = ".RAM_D3"
        uint8_t g_spiTxBuf[SPI_BUFFER_SIZE];   
        #pragma location = ".RAM_D3"
        uint8_t g_spiRxBuf[SPI_BUFFER_SIZE];
    #endif
#endif

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: bsp_spiTransfer
*    功能说明: 启动数据传输
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void bsp_spiTransfer(void)
{
    if (g_spiLen > SPI_BUFFER_SIZE)
    {
        return;
    }
    
    /* DMA方式传输 */
#ifdef USE_SPI_DMA
    wTransferState = TRANSFER_WAIT;
    
    if(HAL_SPI_TransmitReceive_DMA(&hspi, (uint8_t*)g_spiTxBuf, (uint8_t *)g_spiRxBuf, g_spiLen) != HAL_OK)    
    {
        Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
    }
    
    while (wTransferState == TRANSFER_WAIT)
    {
        ;
    }
#endif

    /* 中断方式传输 */    
#ifdef USE_SPI_INT
    wTransferState = TRANSFER_WAIT;

    if(HAL_SPI_TransmitReceive_IT(&hspi, (uint8_t*)g_spiTxBuf, (uint8_t *)g_spiRxBuf, g_spiLen) != HAL_OK)    
    {
        Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
    }
    
    while (wTransferState == TRANSFER_WAIT)
    {
        ;
    }
#endif

    /* 查询方式传输 */    
#ifdef USE_SPI_POLL
    if(HAL_SPI_TransmitReceive(&hspi, (uint8_t*)g_spiTxBuf, (uint8_t *)g_spiRxBuf, g_spiLen, 1000000) != HAL_OK)    
    {
        Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
    }    
#endif
}

通过开头宏定义可以方便的切换中断，查询和DMA方式。其中查询和中断方式比较好理解，而DMA方式要特别注意两点：

通过本手册第26章的内存块超方便使用方式，将DMA缓冲定义到SRAM4上。因为本工程是用的DTCM做的主RAM空间，这个空间无法使用通用DMA1和DMA2。
由于程序里面开启了数据Cache，会造成DMA和CPU访问SRAM4数据不一致的问题，特此将SRAM4空间关闭Cache。

    /* 配置SRAM4的MPU属性为Non-cacheable */
    MPU_InitStruct.Enable           = MPU_REGION_ENABLE;
    MPU_InitStruct.BaseAddress      = 0x38000000;
    MPU_InitStruct.Size             = MPU_REGION_SIZE_64KB;
    MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
    MPU_InitStruct.IsBufferable     = MPU_ACCESS_NOT_BUFFERABLE;
    MPU_InitStruct.IsCacheable      = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE;
    MPU_InitStruct.IsShareable      = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
    MPU_InitStruct.Number           = MPU_REGION_NUMBER2;
    MPU_InitStruct.TypeExtField     = MPU_TEX_LEVEL1;
    MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
    MPU_InitStruct.DisableExec      = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;

    HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);

73.4.3 第3步：W25QXX的时钟极性和时钟相位配置

首先回忆下STM32H7支持的4种时序配置。

当CPOL = 1， CPHA = 1时

SCK引脚在空闲状态处于低电平，SCK引脚的第2个边沿捕获传输的第1个数据。

当CPOL = 0， CPHA = 1时

SCK引脚在空闲状态处于高电平，SCK引脚的第2个边沿捕获传输的第1个数据。

当CPOL = 1， CPHA = 0时

SCK引脚在空闲状态处于低电平，SCK引脚的第1个边沿捕获传输的第1个数据。

当CPOL = 1， CPHA = 0时

SCK引脚在空闲状态处于高电平，SCK引脚的第1个边沿捕获传输的第1个数据。

有了H7支持的时序配置，再来看下W25Q的时序图：

Mode0 ：空闲状态的sck是低电平。

Mode1 ：空闲状态的sck是高电平。

首先W25Q是上升沿做数据采集，所以STM32H7的可选的配置就是：

CHOL = 1, CPHA = 1

CHOL = 0, CPHA = 0

对于这两种情况，具体选择哪种，继续往下看。W25Q有两种SCK模式，分别是Mode0和Mode3，也就是空闲状态下，SCK既可以是高电平也可以是低电平。这样的话，这两种情况都可以使用，经过实际测试，STM32H7使用这两个配置均可以配置驱动W25Q。

73.4.4 第4步：单SPI接口管理多个SPI设备的切换机制

单SPI接口管理多个SPI设备最麻烦的地方是不同设备的时钟分配，时钟极性和时钟相位并不相同。对此的解决解决办法是在片选阶段配置切换，比如SPI Flash的片选：

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: sf_SetCS
*    功能说明: 串行FALSH片选控制函数
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void sf_SetCS(uint8_t _Level)
{
    if (_Level == 0)
    {
        bsp_SpiBusEnter();    
        bsp_InitSPIParam(SPI_BAUDRATEPRESCALER_4, SPI_PHASE_1EDGE, SPI_POLARITY_LOW);        
        SF_CS_0();
    }
    else
    {        
        SF_CS_1();    
        bsp_SpiBusExit();        
    }
}

通过这种方式就有效的解决了单SPI接口管理多设备的问题。因为给每个设备都配了一个独立的片选引脚，这样就可以为每个设备都配置这么一个片选配置。

但是频繁配置也比较繁琐，所以函数bsp_InitSPIParam里面做了特别处理。当前配置与之前配置相同的情况下无需重复配置。

73.4.5 第5步：W25QXX的读取实现

W25QXX的读取功能比较好实现，发送03H命令后，设置任意地址都可以读取数据，只要不超过芯片容量即可。

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: sf_ReadBuffer
*    功能说明: 连续读取若干字节，字节个数不能超出芯片容量。
*    形    参:      _pBuf : 数据源缓冲区；
*                _uiReadAddr ：首地址
*                _usSize ：数据个数, 不能超出芯片总容量
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void sf_ReadBuffer(uint8_t * _pBuf, uint32_t _uiReadAddr, uint32_t _uiSize)
{
    uint16_t rem;
    uint16_t i;
    
    /* 如果读取的数据长度为0或者超出串行Flash地址空间，则直接返回 */
    if ((_uiSize == 0) ||(_uiReadAddr + _uiSize) > g_tSF.TotalSize)
    {
        return;
    }

    /* 擦除扇区操作 */
    sf_SetCS(0);                                    /* 使能片选 */
    g_spiLen = 0;
    g_spiTxBuf[g_spiLen++] = (CMD_READ);                            /* 发送读命令 */
    g_spiTxBuf[g_spiLen++] = ((_uiReadAddr & 0xFF0000) >> 16);    /* 发送扇区地址的高8bit */
    g_spiTxBuf[g_spiLen++] = ((_uiReadAddr & 0xFF00) >> 8);        /* 发送扇区地址中间8bit */
    g_spiTxBuf[g_spiLen++] = (_uiReadAddr & 0xFF);                /* 发送扇区地址低8bit */
    bsp_spiTransfer();
    
    /* 开始读数据，因为底层DMA缓冲区有限，必须分包读 */
    for (i = 0; i < _uiSize / SPI_BUFFER_SIZE; i++)
    {
        g_spiLen = SPI_BUFFER_SIZE;
        bsp_spiTransfer();
        
        memcpy(_pBuf, g_spiRxBuf, SPI_BUFFER_SIZE);
        _pBuf += SPI_BUFFER_SIZE;
    }
    
    rem = _uiSize % SPI_BUFFER_SIZE;    /* 剩余字节 */
    if (rem > 0)
    {
        g_spiLen = rem;
        bsp_spiTransfer();
        
        memcpy(_pBuf, g_spiRxBuf, rem);
    }
    
    sf_SetCS(1);                                    /* 禁能片选 */
}

这个函数对DMA传输做了特别处理，方便分包进行。

73.4.6 第6步：W25QXX的扇区擦除实现

扇区擦除的实现也比较简单，发送“扇区擦除命令+扇区地址”即可完成相应扇区的擦除。擦除的扇区大小是4KB。

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: sf_EraseSector
*    功能说明: 擦除指定的扇区
*    形    参: _uiSectorAddr : 扇区地址
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void sf_EraseSector(uint32_t _uiSectorAddr)
{
    sf_WriteEnable();                            /* 发送写使能命令 */

    /* 擦除扇区操作 */
    sf_SetCS(0);                                /* 使能片选 */
    g_spiLen = 0;
    g_spiTxBuf[g_spiLen++] = CMD_SE;                /* 发送擦除命令 */
    g_spiTxBuf[g_spiLen++] = ((_uiSectorAddr & 0xFF0000) >> 16);    /* 发送扇区地址的高8bit */
    g_spiTxBuf[g_spiLen++] = ((_uiSectorAddr & 0xFF00) >> 8);    /* 发送扇区地址中间8bit */
    g_spiTxBuf[g_spiLen++] = (_uiSectorAddr & 0xFF);            /* 发送扇区地址低8bit */    
    bsp_spiTransfer();
    sf_SetCS(1);                                    /* 禁能片选 */

    sf_WaitForWriteEnd();                            /* 等待串行Flash内部写操作完成 */
}

整个芯片的擦除更省事些，仅发送整个芯片擦除命令即可：

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: sf_EraseChip
*    功能说明: 擦除整个芯片
*    形    参:  无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void sf_EraseChip(void)
{    
    sf_WriteEnable();                                /* 发送写使能命令 */

    /* 擦除扇区操作 */
    sf_SetCS(0);        /* 使能片选 */
    g_spiLen = 0;
    g_spiTxBuf[g_spiLen++] = CMD_BE;        /* 发送整片擦除命令 */
    bsp_spiTransfer();
    sf_SetCS(1);                        /* 禁能片选 */

    sf_WaitForWriteEnd();                /* 等待串行Flash内部写操作完成 */
}

73.4.7 第7步：W25QXX的编程实现

W25QXX的编程实现略复杂，因为做了自动擦除支持，大家可以在任意地址，写任意大小的数据，只要不超过芯片容量即可。我们这里就不做展开讨论了，大家有兴趣可以研究下：

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: sf_WriteBuffer
*    功能说明: 写1个扇区并校验,如果不正确则再重写两次，本函数自动完成擦除操作。
*    形    参:  _pBuf : 数据源缓冲区；
*               _uiWrAddr ：目标区域首地址
*               _usSize ：数据个数，任意大小，但不能超过芯片容量。
*    返 回 值: 1 : 成功， 0 ： 失败
*********************************************************************************************************
*/
uint8_t sf_WriteBuffer(uint8_t* _pBuf, uint32_t _uiWriteAddr, uint32_t _usWriteSize)
{
    uint32_t NumOfPage = 0, NumOfSingle = 0, Addr = 0, count = 0, temp = 0;

    Addr = _uiWriteAddr % g_tSF.SectorSize;
    count = g_tSF.SectorSize - Addr;
    NumOfPage =  _usWriteSize / g_tSF.SectorSize;
    NumOfSingle = _usWriteSize % g_tSF.SectorSize;

    if (Addr == 0) /* 起始地址是扇区首地址  */
    {
        if (NumOfPage == 0) /* 数据长度小于扇区大小 */
        {
            if (sf_AutoWriteSector(_pBuf, _uiWriteAddr, _usWriteSize) == 0)
            {
                return 0;
            }
        }
        else     /* 数据长度大于等于扇区大小 */
        {
            while (NumOfPage--)
            {
                if (sf_AutoWriteSector(_pBuf, _uiWriteAddr, g_tSF.SectorSize) == 0)
                {
                    return 0;
                }
                _uiWriteAddr +=  g_tSF.SectorSize;
                _pBuf += g_tSF.SectorSize;
            }
            if (sf_AutoWriteSector(_pBuf, _uiWriteAddr, NumOfSingle) == 0)
            {
                return 0;
            }
        }
    }
    else  /* 起始地址不是扇区首地址  */
    {
        if (NumOfPage == 0) /* 数据长度小于扇区大小 */
        {
            if (NumOfSingle > count)  /* (_usWriteSize + _uiWriteAddr) > SPI_FLASH_PAGESIZE */
            {
                temp = NumOfSingle - count;

                if (sf_AutoWriteSector(_pBuf, _uiWriteAddr, count) == 0)
                {
                    return 0;
                }

                _uiWriteAddr +=  count;
                _pBuf += count;

                if (sf_AutoWriteSector(_pBuf, _uiWriteAddr, temp) == 0)
                {
                    return 0;
                }
            }
            else
            {
                if (sf_AutoWriteSector(_pBuf, _uiWriteAddr, _usWriteSize) == 0)
                {
                    return 0;
                }
            }
        }
        else    /* 数据长度大于等于扇区大小 */
        {
            _usWriteSize -= count;
            NumOfPage =  _usWriteSize / g_tSF.SectorSize;
            NumOfSingle = _usWriteSize % g_tSF.SectorSize;
            if (sf_AutoWriteSector(_pBuf, _uiWriteAddr, count) == 0)
            {
                return 0;
            }

            _uiWriteAddr +=  count;
            _pBuf += count;

            while (NumOfPage--)
            {
                if (sf_AutoWriteSector(_pBuf, _uiWriteAddr, g_tSF.SectorSize) == 0)
                {
                    return 0;
                }
                _uiWriteAddr +=  g_tSF.SectorSize;
                _pBuf += g_tSF.SectorSize;
            }

            if (NumOfSingle != 0)
            {
                if (sf_AutoWriteSector(_pBuf, _uiWriteAddr, NumOfSingle) == 0)
                {
                    return 0;
                }
            }
        }
    }
    return 1;    /* 成功 */
}

73.5 SPI总线板级支持包（bsp_spi_bus.c）

SPI总线驱动文件bsp_spi_bus.c主要实现了如下几个API供用户调用：

bsp_InitSPIBus
bsp_InitSPIParam
bsp_spiTransfer

73.5.1 函数bsp_InitSPIBus

函数原型：

void bsp_InitSPIBus(void)

函数描述：

此函数主要用于SPI总线的初始化，在bsp.c文件调用一次即可。

73.5.2 函数bsp_InitSPIParam

函数原型：

void bsp_InitSPIParam(uint32_t _BaudRatePrescaler, uint32_t _CLKPhase, uint32_t _CLKPolarity)

函数描述：

此函数用于SPI总线的配置。

函数参数：

第1个参数SPI总线的分频设置，支持的参数如下：

SPI_BAUDRATEPRESCALER_2 2分频

SPI_BAUDRATEPRESCALER_4 4分频

SPI_BAUDRATEPRESCALER_8 8分频

SPI_BAUDRATEPRESCALER_16 16分频

SPI_BAUDRATEPRESCALER_32 32分频

SPI_BAUDRATEPRESCALER_64 64分频

SPI_BAUDRATEPRESCALER_128 128分频

SPI_BAUDRATEPRESCALER_256 256分频

第2个参数用于时钟相位配置，支持的参数如下：

SPI_PHASE_1EDGE SCK引脚的第1个边沿捕获传输的第1个数据

SPI_PHASE_2EDGE SCK引脚的第2个边沿捕获传输的第1个数据

第3个参数是时钟极性配置，支持的参数如下：

SPI_POLARITY_LOW SCK引脚在空闲状态处于低电平

SPI_POLARITY_HIGH SCK引脚在空闲状态处于高电平

73.5.3 函数bsp_spiTransfer

函数原型：

void bsp_spiTransfer(void)

函数描述：

此函数用于启动SPI数据传输，支持查询，中断和DMA方式传输。

73.6 W25QXX板级支持包（bsp_spi_flash.c）

W25QXX驱动文件bsp_spi_flash.c主要实现了如下几个API供用户调用：

sf_ReadBuffer
sf_WriteBuffer
sf_EraseSector
sf_EraseChip
sf_EraseSector

73.6.1 函数sf_ReadBuffer

函数原型：

void sf_ReadBuffer(uint8_t * _pBuf, uint32_t _uiReadAddr, uint32_t _uiSize)

函数描述：

此函数主要用于从SPI Flash读取数据，支持任意大小，任意地址，不超过芯片容量即可。

函数参数：

第1个参数用于存储从SPI Flash读取的数据。
第2个参数是读取地址，不可以超过芯片容量。
第3个参数是读取的数据大小，读取范围不可以超过芯片容量。

73.6.2 函数sf_WriteBuffer（自动执行擦除）

函数原型：

uint8_t sf_WriteBuffer(uint8_t* _pBuf, uint32_t _uiWriteAddr, uint32_t _usWriteSize)

函数描述：

此函数主要用于SPI Flash读取数据，支持任意大小，任意地址，不超过芯片容量即可。特别注意，此函数会自动执行擦除，无需用户处理。

函数参数：

第1个参数是源数据缓冲区。
第2个参数是目标区域首地址。
第3个参数是数据个数，支持任意大小，但不能超过芯片容量。单位字节个数。
返回值，返回1表示成功，返回0表示失败。

73.6.3 函数sf_EraseSector

函数原型：

void sf_EraseSector(uint32_t _uiSectorAddr)

函数描述：

此函数主要用于扇区擦除，一个扇区大小是4KB。

函数参数：

第1个参数是扇区地址，比如擦除扇区0，此处填0x0000，擦除扇区1，此处填0x1000，擦除扇区2，此处填0x2000，以此类推。

73.6.4 函数sf_EraseChip

函数原型：

void sf_EraseChip(void)

函数描述：

此函数主要用于整个芯片擦除。

73.6.5 函数sf_PageWrite（不推荐）

函数原型：

void sf_PageWrite(uint8_t * _pBuf, uint32_t _uiWriteAddr, uint16_t _usSize)

函数描述：

此函数主要用于页编程，一次可以编程多个页，只要不超过芯片容量即可。不推荐大家调用此函数，因为调用这个函数前，需要大家调用函数sf_EraseSector进行扇区擦除。

函数参数：

第1个参数是数据源缓冲区。
第2个参数目标区域首地址，比如编程页0，此处填0x0000，编程页1，此处填0x0100，编程页2，此处填0x0200，以此类推。
第3个参数是编程的数据大小，务必是256字节的整数倍，单位字节个数。

73.7 W25QXX驱动移植和使用

W25QXX移植步骤如下：

第1步：复制bsp_spi_bus.c，bsp_spi_bus.h，bsp_spi_flash.c，bsp_spi_flash.h到自己的工程目录，并添加到工程里面。
第2步：根据使用的第几个SPI，SPI时钟，SPI引脚和DMA通道等，修改bsp_spi_bus.c文件开头的宏定义

/*
*********************************************************************************************************
*                                时钟，引脚，DMA，中断等宏定义
*********************************************************************************************************
*/
#define SPIx                            SPI1
#define SPIx_CLK_ENABLE()                __HAL_RCC_SPI1_CLK_ENABLE()
#define DMAx_CLK_ENABLE()                __HAL_RCC_DMA2_CLK_ENABLE()

#define SPIx_FORCE_RESET()                __HAL_RCC_SPI1_FORCE_RESET()
#define SPIx_RELEASE_RESET()            __HAL_RCC_SPI1_RELEASE_RESET()

#define SPIx_SCK_CLK_ENABLE()            __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE()
#define SPIx_SCK_GPIO                    GPIOB
#define SPIx_SCK_PIN                    GPIO_PIN_3
#define SPIx_SCK_AF                        GPIO_AF5_SPI1

#define SPIx_MISO_CLK_ENABLE()            __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE()
#define SPIx_MISO_GPIO                    GPIOB
#define SPIx_MISO_PIN                     GPIO_PIN_4
#define SPIx_MISO_AF                    GPIO_AF5_SPI1

#define SPIx_MOSI_CLK_ENABLE()            __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE()
#define SPIx_MOSI_GPIO                    GPIOB
#define SPIx_MOSI_PIN                     GPIO_PIN_5
#define SPIx_MOSI_AF                    GPIO_AF5_SPI1

#define SPIx_TX_DMA_STREAM               DMA2_Stream3
#define SPIx_RX_DMA_STREAM               DMA2_Stream2

#define SPIx_TX_DMA_REQUEST              DMA_REQUEST_SPI1_TX
#define SPIx_RX_DMA_REQUEST              DMA_REQUEST_SPI1_RX

#define SPIx_DMA_TX_IRQn                 DMA2_Stream3_IRQn
#define SPIx_DMA_RX_IRQn                 DMA2_Stream2_IRQn

#define SPIx_DMA_TX_IRQHandler           DMA2_Stream3_IRQHandler
#define SPIx_DMA_RX_IRQHandler           DMA2_Stream2_IRQHandler

#define SPIx_IRQn                        SPI1_IRQn
#define SPIx_IRQHandler                  SPI1_IRQHandler

第3步：根据使用的SPI ID，添加定义到文件bsp_spi_flash.h

/* 定义串行Flash ID */
enum
{
    SST25VF016B_ID = 0xBF2541,
    MX25L1606E_ID  = 0xC22015,
    W25Q64BV_ID    = 0xEF4017, /* BV, JV, FV */
    W25Q128_ID     = 0xEF4018
};

第4步：添加相应型号到bsp_spi_flash.c文件的函数sf_ReadInfo里面。


						
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【STM32H7教程】第73章 STM32H7的SPI总线应用之驱动W25QXX（支持查询，中断和DMA）

第73章 STM32H7的SPI总线应用之驱动W25QXX（支持查询，中断和DMA）

73.1 初学者重要提示

73.2 W25QXX硬件设计

73.3 W25QXX关键知识点整理（重要）

73.3.1 W25QXX基础信息

73.3.2 W25QXX命令

73.3.3 W25QXX页编程和页回卷

73.3.4 W25QXX扇区擦除

73.3.5 W25QXX规格参数

73.4 W25QXX驱动设计

73.4.1 第1步：SPI总线配置

73.4.2 第2步：SPI总线的查询，中断和DMA方式设置

73.4.3 第3步：W25QXX的时钟极性和时钟相位配置

73.4.4 第4步：单SPI接口管理多个SPI设备的切换机制

73.4.5 第5步：W25QXX的读取实现

73.4.6 第6步：W25QXX的扇区擦除实现

73.4.7 第7步：W25QXX的编程实现

73.5 SPI总线板级支持包（bsp_spi_bus.c）

73.5.1 函数bsp_InitSPIBus

73.5.2 函数bsp_InitSPIParam

73.5.3 函数bsp_spiTransfer

73.6 W25QXX板级支持包（bsp_spi_flash.c）

73.6.1 函数sf_ReadBuffer

73.6.2 函数sf_WriteBuffer（自动执行擦除）

73.6.3 函数sf_EraseSector

73.6.4 函数sf_EraseChip

73.6.5 函数sf_PageWrite（不推荐）

73.7 W25QXX驱动移植和使用

【STM32H7教程】第79章 STM32H7的QSPI总线应用之驱动W25QXX（支持查询和MDMA）

【STM32H7教程】第79章 STM32H7的QSPI总线应用之驱动W25QXX（支持查询和MDMA）

【STM32H7教程】第73章 STM32H7的SPI总线应用之驱动W25QXX（支持查询，中断和DMA）

【STM32H7教程】第73章 STM32H7的SPI总线应用之驱动W25QXX（支持查询，中断和DMA）