目录
一 概述
二 W25Q64的介绍
简介
硬件样子
主要特性
常用 SPI 指令
三 代码部分
前言
SPI.c
新加代码第一部分：
新加代码第二部分：
新加代码第三部分：
新加代码第四部分：
新加代码第五部分（读）：
新加代码第六部分（写）：
新加代码第七部分（获取地址ID）：
main.c
一 概述
我已经在前面一章《stm32-掌握SPI原理（一）》，已经讲解完了spi的一些底层架构的内容，本篇文章，我们会通过W25Q64这个芯片去给大家展示如何利用SPI原理去往W25Q64这个芯片里烧写内容，并且通过串口打印出来相应的内容。本篇文章他会更加强调于应用，其实会用底层函数就行，大家不需要独立写出相应的SPI.c文件里的代码。
二 W25Q64的介绍
简介
W25Q64 是 Winbond 出品的一款 串行 SPI Flash 存储器，全名为 W25Q64JV，其中“64”表示其容量为 64 Mbit = 8MB。它采用 SPI 通信协议，适用于嵌入式系统中需要大容量非易失性存储的场景，Flash 是非易失性存储器断电后数据不会丢失，可以多次擦写，但寿命是有限的。如：
物联网设备、数据记录器、音频/图像缓存、配置文件存储等。
硬件样子
主要特性
| 特性项 | 描述 |
|---|---|
| 接口协议 | SPI（最高支持 104MHz） |
| 工作电压 | 2.7V ~ 3.6V（所以后续接线的时候一定要接3.3V） |
| 容量 | 64 Mbit（= 8MB） |
| 最小可写单位 | 页（Page） = 256 字节 |
| 最小可擦除单位 | 扇区（Sector） = 4KB |
| 较大擦除单位 | 块（Block）= 64KB 或 32KB |
| 擦除整片 | 支持 |
| ID 读取 | 支持读取厂商 ID 和设备 ID |
| 状态寄存器 | 三个（SR1, SR2, SR3） |
我们写数据时，通常以“页”为单位写，以“扇区”或“块”为单位擦除，而我们今天的w25q64用的是“扇区”来擦除。
常用 SPI 指令
| 指令名称 | 指令码 | 功能 |
|---|---|---|
| Write Enable | 0x06 | 写使能 |
| Page Program | 0x02 | 页写（最多 256 字节） |
| Read Data | 0x03 | 读取数据 |
| Sector Erase | 0x20 | 擦除 4KB 扇区 |
| Block Erase | 0xD8 | 擦除 64KB 块 |
| Chip Erase | 0xC7 | 整片擦除 |
| Read Status Register | 0x05 | 读取状态寄存器1 （目的是判断是否繁忙） |
| Manufacturer/Device ID | 0x90 | 读取芯片 ID |
我们后面结合代码去讲解，就有许多指令，大家有个印象就行，不需要我们背下来，以上是常用的一些指令，如果有需要，去翻阅w25q64的芯片手册即可。
三 代码部分
前言
在正式进入代码学习之前，我们要进行硬件的连接
| W25Q64 引脚 | 名称 | 功能说明 | STM32 连接引脚（ SPI1） |
|---|---|---|---|
| 1 | CS | 片选（低电平有效） | PA4 |
| 2 | DO | 数据输出（MISO） | PA6 |
| 3 | GND | 地 | GND |
| 4 | DI | 数据输入（MOSI） | PA7 |
| 5 | CLK | 串行时钟 | PA5 |
| 6 | VCC | 电源 | 3.3V |
SPI.c
void W25Q64_SPI_Init(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_SPI1, ENABLE);// CS 管脚（PA4）GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4); // 拉高片选// SCK (PA5), MOSI (PA7)GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_7;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);/*为什么要把cs配置成推挽输出，而把SCK和MOSI配置成复用推挽呢？答：这些引脚（如 PA5、PA7）是由 SPI1 外设控制的。你不能用 GPIO_SetBits/GPIO_ResetBits 控制它，而是通过 SPI_SendData 控制。而对于CS来说，他只是作为普通的IO口*/// MISO (PA6)GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);// SPI 配置SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low; // CPOL=0，空闲为低SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_1Edge; // CPHA=0，第一个边沿采样SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_256;SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure);SPI_Cmd(SPI1, ENABLE);}//发送/接收一个字节
uint8_t w25q64_spi_swap_byte(uint8_t data)
{//TXE 为 1 表示可以写入数据了while(SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);SPI_I2S_SendData(SPI1, data);//RXNE 为 1 表示已经有数据被接收到，可以读取数据while(SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET);//再将SPI1读取的数据，再返还给这个函数的返回值return SPI_I2S_ReceiveData(SPI1);
}以上代码是在上一篇文章《stm32-掌握SPI原理（一）》中已经写好的代码，如果以上代码没有看明白，请看上一篇文章，接下来，我们进行其他代码的讲解。
新加代码第一部分：
void W25Q64_CS_LOW(void) { GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4); }
void W25Q64_CS_HIGH(void) { GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4); }因为SPI通信是需要先把片选信号拉低再进行数据通信，如果想关闭SPI通信则拉高片选。
新加代码第二部分：
void W25Q64_WriteEnable(void)
{W25Q64_CS_LOW();w25q64_spi_swap_byte(0x06); // 写使能指令W25Q64_CS_HIGH();
} 发送 0x06 指令，让 Flash 进入“写允许”状态（必须的前置步骤）
uint8_t W25Q64_ReadSR1(void)
{uint8_t status;W25Q64_CS_LOW();w25q64_spi_swap_byte(0x05);
/*发送指令 0x05 给 W25Q64 芯片，表示我要读取状态寄存器1通过 SPI 发送 0x05 指令，这是 W25Q64 固定的“读取状态寄存器1”命令。目的要判断是否繁忙
*/status = w25q64_spi_swap_byte(0xFF);
/*这一步“其实是为了接收”，发什么无所谓，0xFF 只是占位这是因为 SPI 协议的本质是“全双工同步通信”，所以你在 接收数据时，必须同时“发送”一个字节，不然 SPI 时钟不会运行Slave 就不会把数据发送出来。
*/W25Q64_CS_HIGH();return status;
}该函数的作用是读取状态寄存器1，判断 Flash 当前状态，常用于判断忙不忙（BSY 位），那么W25Q64里面的状态寄存器1到底有什么呢，W25Q64 中的状态寄存器1（SR1）具体内容如下：
| 位号 | 名称 | 含义说明 |
|---|---|---|
| Bit7 | SRP | 状态寄存器保护位 |
| Bit6 | SEC | 扇区保护指示 |
| Bit5 | TB | 顶部/底部保护区域选择位 |
| Bit4 | BP2 | 块保护位 2 |
| Bit3 | BP1 | 块保护位 1 |
| Bit2 | BP0 | 块保护位 0 |
| Bit1 | WEL | 写使能标志位（Write Enable Latch） |
| Bit0 | BUSY | Flash 忙标志位（1 = 正在编程/擦除，0 = 空闲） |
而我们要判断flash忙不忙，就只需要看Bit0这一位即可，如果他忙了，就不让SPI通信，如果不忙就进行通信。
新加代码第三部分：
void W25Q64_WaitBusy(void)
{while((W25Q64_ReadSR1() & 0x01) == 0x01);//这里用的是 &（按位与），而不是 &&（逻辑与）
}在这里给大家简单的总结一下&和&&的区别：
| 运算符 | 名称 | 用于 | 示例 |
|---|---|---|---|
& | 按位与 | 对两个数的二进制位逐位比较 | 0x05 & 0x01 → 0x01 |
&& | 逻辑与 | 用于判断两个条件都为真 | a && b → 如果都非 0，则为真 |
而我们在这里，只需要判断第一位Bit0位是不是1，如果是1，就会卡在W25Q64_WaitBusy这个函数里，不往下运行。如果是0，代表空闲。
新加代码第四部分：
void W25Q64_SendAddress(uint32_t addr)
{w25q64_spi_swap_byte((addr >> 16) & 0xFF);w25q64_spi_swap_byte((addr >> 8) & 0xFF);w25q64_spi_swap_byte(addr & 0xFF);/*将一个24位地址拆成3个字节，从高到低依次通过 SPI 发送给 Flash 芯片，是读、写、擦操作的前置步骤*/
}新加代码第五部分（读）：
void W25Q64_ReadData(uint32_t addr, uint8_t* buf, uint32_t size)
{uint32_t i;W25Q64_CS_LOW();w25q64_spi_swap_byte(0x03);W25Q64_SendAddress(addr);for(i = 0; i < size; i++)buf[i] = w25q64_spi_swap_byte(0xFF);W25Q64_CS_HIGH();
}为什么我们这里是先发送0x03(读数据的命令)，而不是像I2C一样先发地址呢？这就是SPI独特的地方，举个通俗的比喻：你要去图书馆借书，流程是这样的：
你说：“我要看书” —— 这一步就像 w25q64_spi_swap_byte(0x03); 发读取指令。
图书馆说：“你要看哪本？” —— 你就给它地址：0x000123
图书馆才从书架上帮你取数据 —— 开始读数据阶段。
这是因为 SPI 是“流式指令式通信”，不像 I2C 那样有“设备地址 + 内部寄存器地址”的概念。W25Q64 是 SPI Flash，它规定：
你要读取数据，必须先发一个读命令（0x03），再告诉我地址，我才知道你要读哪里
新加代码第六部分（写）：
void W25Q64_WritePage(uint32_t addr, uint8_t* data, uint16_t size)
{uint16_t i;W25Q64_WriteEnable();W25Q64_CS_LOW();w25q64_spi_swap_byte(0x02);W25Q64_SendAddress(addr);for(i = 0; i < size; i++)w25q64_spi_swap_byte(data[i]);W25Q64_CS_HIGH();W25Q64_WaitBusy();
}如果大家观察细心的话会发现：写比读多了两个函数W25Q64_WriteEnable()和W25Q64_WaitBusy()；这是因为在 W25Q64 中，所有会更改数据的操作（写入/擦除）都必须经过“写使能”授权，并等待芯片完成操作；而读取操作是非破坏性的，因此不需要这些前置步骤。
新加代码第七部分（擦）：
void W25Q64_EraseSector(uint32_t addr)
{W25Q64_WriteEnable();W25Q64_WaitBusy();W25Q64_CS_LOW();w25q64_spi_swap_byte(0x20);W25Q64_SendAddress(addr);W25Q64_CS_HIGH();W25Q64_WaitBusy();
}擦除 Flash 中以“扇区”为单位的 4KB 区域
新加代码第七部分（获取地址ID）：
uint16_t W25Q64_ReadID(void)
{uint16_t device_id = 0;W25Q64_CS_LOW();w25q64_spi_swap_byte(0x90);w25q64_spi_swap_byte(0x00);w25q64_spi_swap_byte(0x00);w25q64_spi_swap_byte(0x00);device_id = w25q64_spi_swap_byte(0xFF) << 8;device_id |= w25q64_spi_swap_byte(0xFF);W25Q64_CS_HIGH();return device_id;
}获取芯片的制造商 ID 和设备 ID，这个并不是必须要用的，大家选择性运用
main.c
#include "stm32f10x.h"
#include "spi.h"
#include "usart.h"uint8_t tx_data[16] = "Hello STM32!";
uint8_t rx_data[16] = {0};int main(void)
{my_usart_Config(); // 串口初始化W25Q64_SPI_Init(); // SPI 初始化printf("Start test...\r\n");uint16_t id = W25Q64_ReadID();printf("Flash ID = 0x%04X\r\n", id);if(id == 0xEF16) // W25Q64 正常 ID;w25q128 的 ID 0xEF17{printf("W25Q64 detected.\r\n");// 擦除扇区W25Q64_EraseSector(0x000000);printf("Sector erased.\r\n");// 写入一页，sizeof(rx_data) 的作用是：告诉函数要读取多少个字节的数据W25Q64_WritePage(0x000000, tx_data, sizeof(tx_data));printf("Page written.\r\n");// 读取数据W25Q64_ReadData(0x000000, rx_data, sizeof(rx_data));// 打印读取的数据printf("Read data: %s\r\n", rx_data);}else{printf("W25Q64 not found.\r\n");}while(1);
}
如上是我利用串口打印出来的w25q64里面的内容，当然，我会给大家讲的明明白白的，第零页是0x000 000，那第二页呢？如果我想写到别的页上怎么办呢？
| 页编号 | 起始地址（十六进制） | 范围 |
|---|---|---|
| 第 0 页 | 0x0000 00 | 0x000000 ~ 0x0000FF |
| 第 1 页 | 0x0001 00 | 0x000100 ~ 0x0001FF |
| 第 2 页 | 0x0002 00 | 0x000200 ~ 0x0002FF |
| 第 3 页 | 0x0003 00 | 0x000300 ~ 0x0003FF |
| ... | ... | ... |
| 第 255 页 | 0x00FF 00 | 0x00FF00 ~ 0x00FFFF |
| 第 256 页 | 0x0100 00 | 0x010000 ~ 0x0100FF |
| ... | ... | ... |
so，我们如果想写到别的页上内容的话，大家明白了吧，我们只需要改写前四个位置的数值
- 比如你想写第 3 页，就把地址写成
3 × 256 = 0x000300， - 想写第 10 页？那就
10 × 256 = 0x000A00。 - 总之：页号 × 256 = 你要写入的起始地址。
我再多说一句：W25Q64正常ID是0xEF16；w25q128的ID是0xEF17
四 运行结果
