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前言

在嵌入式系统开发中，使用外部 SPI Flash 存储器可以为 STM32 微控制器提供额外的存储空间，以存储程序代码、配置数据等。W25Q64 是一款常见的 SPI Flash 存储器，具有64Mb容量和SPI接口。本文将介绍如何使用 STM32 CubeMX 结合 SPI 库与 W25Q64 SPI Flash 进行集成，以便在 STM32 微控制器上实现外部存储器的读写功能。

一、W25Q64操作方法

基本概念

对于我们的W25Q64，他有64M-bit的内存，有8M byte，他内部的存储地址将会从0~8M-1
如果我们想要去寻址任意一个地址，我们需要传输24位的地址。

如果我们要去读数据，至少要发送24位的地址
写的时候也是一样的，发送24位地址

在我们发送地址之前我们需要发送命令，表示是想要读还是写：
发出命令 0x03，接着发出 24 位的存储地址，就可以读数据了：每读到一个数据，
Flash 内部的地址就增加 1。所以，你可以一直读到存储空间的尾部。

如果我们是写，他不仅要经过读的两个操作
他还会进入内部烧写操作
然后我们还要发出命令去读状态，判断内部烧写工作有没有完成，完成了才能进行下面的操作
他为了确保这些数据不被破坏，你想去写你还要做其他操作：

1. 写使能：允许后续的写操作
2. 对于Flash，你要先擦除，发送命令和地址，你想擦除哪个扇区
3. 最后就是写操作了
   在W25Q64中，每256bytes被称为一个页，擦除的最小单位为16个页，16个页就被称为一个扇区
   你可以以一个扇区来擦除，也可以以块(32kb 128个页，8个扇区)来擦除，还可以一次擦除整个芯片

1.1 读数据

时序图如下：

我们需要先发送第一个读命令0x03，第一个字节被称为读命令，然后发送3字节的地址，然后芯片就会从DO引脚输出数据，把数据输出给主控

1.2 写使能

时序图如下：

我们需要发出写使能命令0x06

1.3 读状态

时序图如下：

在这个芯片里面，他有三个状态寄存器，我们只关心状态1
我们可以发送一个命令0x05，0x35表示读状态2，0x15就是读状态3
然后我们就可以读到一个数据。
这个数据什么含义呢？
S0为1时，表示内部正在擦除操作或者写操作

1.4 擦除扇区

当你设置了写使能之后，你就可以去擦除了
时序图如下：

先发出命令0x20，然后发送地址，然后就可以启动内部擦除了,这个擦除什么时候完成？我们可以去读状态

1.5 烧写页

时序图如下：

我们可以发送0x02然后发送地址，就可以进行烧写页了，前提是这个页已经被擦除了。
要注意的是，这一页是256字节，你可以发送一个地址，从page的边界开始，然后你就可以发出1~256个数据，你把整个page全部写入数据。我们也可以不从边界开始，那么你的数据就会从中填充进来，后续你每写一个数据，这个地址就会累加1.

总结

通过本文的介绍，我们了解了如何在 STM32 CubeMX 中配置并使用 SPI 接口与 W25Q64 SPI Flash 存储器进行通信。首先，我们通过 CubeMX 配置了 STM32 的 SPI 外设，包括时钟分频、数据大小、模式等参数。然后，我们编写了初始化代码，将 SPI 外设与 W25Q64 进行连接，并实现了基本的读写功能。在代码编写过程中，我们充分利用了 STM32 的 HAL 库提供的函数，简化了通信过程的实现。最后，我们在主函数中调用了相应的读写函数，并通过调试工具验证了数据的正确性。通过本文的学习，读者可以掌握在 STM32 系列微控制器上使用 CubeMX 和 SPI 库进行 SPI Flash 存储器的读写操作，为嵌入式系统的开发提供了便利。