如何用好flash这本书？——SPI读写W25Q64逻辑解读

如何用好flash这本书？——SPI读写W25Q64逻辑解读

     各位朋友好，今天给大家讲的是读写一本书的事情，这本书的名字叫flash。

     首先flash具体是什么东西呢，就是相当于你电脑的硬盘（常见容量500G-1T），手机的内存（常见32G-64G），它的作用就是用来存储MCU的一些参数。我这里把它称作一本书，是因为不管它的作用和管理方式，都像我们读写书籍一样的道理。你想记录的事情可以写入这本书中，这就叫做“写flash”，当然你哪天想查看一些事情，也可以翻开找到书中的内容，找到你想要的记录，这就叫做“读flash”

     想要读写好flash，重点要做好以下两点：第一 是要读好你操作的flash的时序，即用好它的datasheet，第二 是理明白读写的逻辑，很多初学者可能会栽倒在稍微复杂的读写逻辑中

     下面先以W25Q16 (64M-BIT SERIAL FLASH MEMORY) ​的一些时序图为例，帮各位梳下它的时序，我这篇文章主要介绍flash的读写，SPI基础就不再详细介绍。

     现在直接进入正题，先来看一个简单的，如何写使能，即下图中的“write enable”。   

        注意上图英文标注的一句话，大体翻译过来就是首先将CS片选引脚拉低，然后通过DI引脚发送1个字节的指令06h，最后将CS片选拉高，代码就下面这么简单。

         flash基本的时序都是类似的道理，下面再看一个复杂一点的，读取FLASH Device ID

     从前往后看，首先CS拉低，DI口给flash发送ABh指令，另外紧接着发送3个空字节+1个空字节， 写第四个空字节的同时，flash 的DO口返回1个字节的device ID数据，至此读取结束。对应代码如下，我们定义的是一个有返回值无入口参数的函数，函数内容直接按照上边的时序进行。

    好了，时序大体带各位了解到这里，当然这个flash还有好多个操作函数，以下的操作指令都可以通过阅读手册中类似上面的时序图来完成，包括PageProgram即flash单页写入的函数，这个大家可以自己来尝试写一下，为下面我们正式的读写逻辑做准备。另外下图是W25Q64的一些指令操作函数，我们可以按照需求来写。

      从以下开始介绍的是我当初学习时的一个难点，读写逻辑，因为可能对初学者都不好理解，我准备以图片的形式展开介绍。

      想了解读写逻辑，要先了解flash的大体存储原理，文章开头我就把flash比喻为一本书，我们写入数据的时候和写一本书的道理是一致的。大家都知道平时阅读的书中分为好多页，每一页又分为行和列等，这一行和列标定的位置假定为flash中的地址，每一页就是flash中的页“page”，W25Q64每一页大小为256个字节，就比如书中每一页有256个方格，我们写这本书的话，肯定是先有一个写的开头位置，即起始地址，写完一页的256个方格，再写下一页的方格，一页一页的来。读的话也是同样的道理，你要知道从哪里开始读，读到第几页的具体哪个位置完成你的阅读任务。

      首先说写入的函数，根据以上逻辑，我们先定义下这个flash写入的函数，定义函数类型为void型，函数有三个入口参数，一个是要写入的数据指针，一个是要写入flash的首地址，最后一个是写入的字节大小。即void SPI_FLASH_BufferWrite(u8* pBuffer, u32 WriteAddr, u16 NumByteToWrite)

      然后定义完这个函数，我们就要准备开始写入了，写入之前先确定几个事情，以上图中页面为例，flash写入开始位置分为1,2位置这种从每页的首位置写入，这种方式叫做“地址对齐”方式写入，还有一种是非首位置写入的类似3,4,5位置的写入。

      另外我们按照上边介绍的时序已经有单页写入的函数了，我们还要确定要写入的数据有多少整数页，剩余不满一页的是多少，方便我们使用单页写入的函数一页一页的写入。

      因此我们定义了四个变量，来进行前边四种情况的判断：

     u8 NumOfPage = 0, //要写入的页数

     NumOfSingle = 0,//剩余单页的字节数

            Addr = 0, //判断是否地址对齐

            count = 0,//判断剩余多少个字节就能够地址对齐

     根据函数入口参数，以及每页256个字节，大家也能想明白上面四个变量如何计算得到了

     Addr = WriteAddr % 256;

     count = 256 - Addr;

     NumOfPage = NumByteToWrite / 256;

     NumOfSingle = NumByteToWrite % 256;

     下面我们这个写flash函数编写基本就是用这四个变量来判断，要写入的具体情况：开始写入的地址对齐但是数据量不满一页的如何写，超过1页以上的如何写。地址不对齐的但是写入数据不满一页的如何写......按照这个思路，我们就能写出完整的写flash的函数了。具体我以之前整理的一个程序流程图的形式给各位呈现。

    对照以上流程图，如果你还不能写出这个写flash的函数，建议你对照我举例的页面图，也就是上面带有1,2,3,4,5的图示，具体分析，最终一定能够成功。

    好了，以上写flash的函数介绍完毕，那么读flash呢又是何种逻辑呢？读flash是不需要按照分页来读的，只需要知道起始地址和读取的字节数，一个字节接着一个字节的数据读出就可以了，具体参考W25Q64的数据手册，大家可以自行完成。当然今后面对逻辑稍微有些复杂一些的函数，尽量通过图形和流程图的的方式来理解，这样常常可以事半功倍。

    今天以复习的方式写这样一篇文章，方便初学者及时理解flash操作的逻辑，少走弯路，如有不足之处，请多多指教，今后我还会有更多的内容和各位电子爱好者一起分享学习，谢谢大家！