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STM32通信协议SPI(二)：W25Q64模块简介与应用

1.W25Q64

W25Q64是一种低成本，小型化，非易失存储器（掉电不丢失）。

常用于数据存储，字库存储，固件库程序存储。

存储器分为易失存储器（SRAM，DRAM）与非易失存储器 (Flash，E2PROM)。

W25Q64的存储介质：Flash；时钟频率高：80MHz以上；存储容量大：W25Q64为64Mbit。

2.引脚定义

3.芯片框图

（1）Flash的空间划分

24位地址空间，最大寻址范围为16MB，第一个地址为0x0000h（h代表16进制)，而W25Q64只有8MB，只用了一半，排到最后一个地址就是0x7FFFFF。最后的空间，地址依次增加。

8Mbit的存储单元"蛋糕"分为块(Block)，每块为64KB, 那就是分成 8*1024/64=127块；

块内地址的变化规律：每块的起始地址是xx 00 00,结束地址是xx FF FF;

每块又分为扇区(sector),每个扇区占4KB,那就分成64KB/4KB=16个扇区；

扇内地址的变化规律：每扇的起始地址是xx x0 00,结束地址是xx xF FF;

每个扇区又分为页(Page), 每页的占256字节Byte，那就分成4*1024/256Byte=16页；

页地址的变化规律：每页的起始地址是xx xx 00,结束地址是xx xx FF;

（2）SPI控制逻辑——芯片管理员，执行指令，读写数据

左边是SPI通信引脚，与主控芯片的SPI通信引脚连接，主控芯片通过SPI通信协议，把指令和数据发给控制逻辑；右边是页地址锁存器与字节地址锁存器，用来指定地址的；

SPI发送3个字节的地址，高位的两个字节对应页地址，进入页地址锁存器；最后一个字节会进入字节地址锁存器；
页地址通过写保护和行解码来选择操作哪一页，字节地址通过256字节缓存和列解码来进行指定字节的读取操作。
地址锁存器都有计数器的，地址指针读写后自动加1，实现从指定地址开始连续读写多个字节的目的。

（3）256字节的页缓存——会对一次性写入的数据量进行限制

右下角的256字节页缓存区是一个256字节的RAM存储器，数据的读写就是通过这个RAM缓存区来进行的，写入数据先放到缓存区里面，时序结束后芯片再将缓存区的数据复制到Flash里进行永久保存。为什么弄这个缓存区而不是直接往Flash写数据？简单说是因为SPI传输频率高，而Flash的写入需要掉电不丢失，它比较慢，所以弄这个页缓存区来缓存数据，缓存区是RAM，它的速度非常快，可以跟上SPI总线的速度。但这个缓冲区只有256字节，写入的字节数据不能超过256个字节。

（4）状态寄存器——忙状态，写使能，写保护等

读写执行流程：时序写完后，芯片慢慢把数据从缓存区转移到flash存储器，所以在写入时序结束后，芯片会进入忙的状态，会有一条线通往状态寄存器，BUSY=1，表示芯片忙于“搬砖”，此时芯片不会响应新的时序了。BUSY=0，芯片空闲了，等待响应下个时序；读取数据也通过页缓存区进行，看一下电路的状态即可，限制少，响应快。

4.Flash的读写要求

(1)写的注意事项

写入先发送写使能的指令，数据不能覆盖，要先发送擦除指令；擦除按最小单元扇区进行，这样有缺点就是不方便改某个字节，只能通过RAM备份或者一个字节的数据占一个扇区，所以只能通过软件来弥补；然后写入的字节不能超过256字节，不能跨页，跨页的地址会回到首地址，导致地址错乱。

(2)读的注意事项

读比较简单，直接调用读的时序，没有其它注意操作；

但不能在芯片忙状态的时候读，读完也不会进入忙状态；

Flash的确有点麻烦，但它容量大价格低，速度相比RAM慢，但在非易失存储器中是非常快的，就像它很酷的名字一样“Flash闪存”，闪电侠哈哈。