Arduino SPI + SPI Flash芯片W25Q80BV

W25Q80BV是台湾华邦电子（Winbond）生产的8M-bit串行flash芯片。主要特性有：

  • 工作电压：2.5 ~ 3.6 V
  • 功耗：读写（active）时4mA，低功耗（power-down）时<1μA
  • 容量：8M-bit/1M-byte，包含4096个页（每页大小256字节）
  • 接口：Standard/Dual/Quad SPI，支持时钟频率最高104MHz
  • 支持以4/32/64k-bytes为单位进行Sector/Block擦除
  • 一次写入最多256字节
  • 软件/硬件写保护功能
  • 大于10万次擦除/编程寿命
  • 大于20年的数据保存时间
  • 封装：SOIC/USON/WSON/PDIP

管脚定义

与Arduino的连接

采用工作于3.3V的Pro Mini版本进行简单调试，接法如下。

 

其中HOLD脚须上拉接到3.3V，否则器件无法正常工作；WP脚可以浮空。

W25Q80BV　Pro Mini (3.3V/8MHz)

VCC <------> 3.3V

GND <------> GND

/CS  <------> SS (D10)

DI    <------> MOSI (D11)

DO   <------> MISO (D12)

CLK  <------> SCK  (D13)

功能调试

1. 与I2C不同，利用SPI库操作时，读和写都用同一个函数SPI.transfer()实现。

2. 读取时，可以任意地址、任意长度进行读取。

3. 与EEPROM不同，SPI Flash写入前，需要对写入的存储空间进行擦除（Erase）操作，否则写入不成功。芯片支持Chip Erase（整片擦除）、Block Erase（32K bytes/64K bytes块擦除）和Sector Erase（4K bytes扇区擦除）。

4. 当写操作对应的地址空间到达page的边界，再继续写入时目的地址会自动roll over到本页的起始位置。

测试代码

  1 /*
  2     communication with W25Q80BV (1 MBYTE SPI FLASH) using Arduino Pro Mini 3.3V/8MHz
  3     Reference: http://www.instructables.com/id/How-to-Design-with-Discrete-SPI-Flash-Memory/?ALLSTEPS
  4 */
  5 
  6 // the SPI bus uses pins 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), and 13 (SCK)
  7 
  8 #include <SPI.h>
  9 
 10 #define READ_JEDEC_ID 0x9F
 11 #define READ_STATUS_1 0x05
 12 #define READ_DATA 0x03
 13 #define WRITE_ENABLE 0x06
 14 #define PAGE_PROGRAM 0x02
 15 #define CHIP_ERASE 0xC7
 16 
 17 byte pageBuffer[256];
 18 char str[] = "An apple a day keeps the doctor away."; //short than 256
 19 
 20 void setup()
 21 {
 22     SPI.begin();
 23     SPI.setDataMode(SPI_MODE0);
 24     SPI.setBitOrder(MSBFIRST);
 25     Serial.begin(9600);
 26 
 27     ReadID();
 28     EraseChip();
 29     WritePage(0x1234, str, sizeof(str));
 30 }
 31 
 32 void loop()
 33 {
 34     ReadPage(0x1234, pageBuffer, sizeof(str));
 35 
 36     for(int i = 0; i < sizeof(str); i++)
 37     {
 38         Serial.print(char(pageBuffer[i]));
 39     }
 40     Serial.println();
 41 
 42     delay(2000);
 43 }
 44 
 45 void CheckBusy()
 46 {
 47     digitalWrite(SS, HIGH);
 48     digitalWrite(SS, LOW);
 49     SPI.transfer(READ_STATUS_1);
 50     while(SPI.transfer(0) & 0x01); 
 51     digitalWrite(SS, HIGH);
 52 }
 53 
 54 void ReadID()
 55 {
 56     digitalWrite(SS, HIGH);
 57     digitalWrite(SS, LOW);
 58     SPI.transfer(READ_JEDEC_ID);
 59     byte manuID = SPI.transfer(0);
 60     byte memoType = SPI.transfer(0);
 61     byte capa = SPI.transfer(0);
 62     digitalWrite(SS, HIGH);
 63 
 64     Serial.print("Manufacturer ID: "); Serial.println(manuID, HEX);
 65     Serial.print("Memory Type: "); Serial.println(memoType, HEX);
 66     Serial.print("Capacity : "); Serial.println(capa, HEX);
 67 
 68     CheckBusy();
 69 }
 70 
 71 void ReadPage(word pageNumber, byte pageBuffer[], int length) 
 72 {
 73     // pageNumber: 16-bit data
 74     digitalWrite(SS, HIGH);
 75     digitalWrite(SS, LOW);
 76     SPI.transfer(READ_DATA);
 77     SPI.transfer((pageNumber >> 8) & 0xFF);
 78     SPI.transfer(pageNumber & 0xFF);
 79     SPI.transfer(0);
 80     for(int i = 0; i < length; i++)
 81     {
 82         pageBuffer[i] = SPI.transfer(0);
 83     }
 84     digitalWrite(SS, HIGH);
 85     CheckBusy();
 86 }
 87 
 88 void WritePage(word pageNumber, char pageBuffer[], int length) 
 89 {
 90     digitalWrite(SS, HIGH);
 91     digitalWrite(SS, LOW);  
 92     SPI.transfer(WRITE_ENABLE);
 93     digitalWrite(SS, HIGH);
 94     digitalWrite(SS, LOW);  
 95     SPI.transfer(PAGE_PROGRAM);
 96     SPI.transfer((pageNumber >>  8) & 0xFF);
 97     SPI.transfer(pageNumber & 0xFF);
 98     SPI.transfer(0);
 99     for(int i = 0; i < length; i++)
100     {
101         SPI.transfer(byte(pageBuffer[i]));
102     }
103     digitalWrite(SS, HIGH);
104     CheckBusy();
105 }
106 
107 void EraseChip()
108 {
109     digitalWrite(SS, HIGH);
110     digitalWrite(SS, LOW);  
111     SPI.transfer(WRITE_ENABLE);
112     digitalWrite(SS, HIGH);
113     digitalWrite(SS, LOW);  
114     SPI.transfer(CHIP_ERASE);
115     digitalWrite(SS, HIGH);
116     CheckBusy();
117 }
View Code

读取芯片的ID信息，向W25Q80BV写入一段字符串，再将写入的信息反复读出：

参考资料

W25Q80BV datasheet - Winbond
Arduino - SPI
Designing with Discrete SPI Flash Memory - Instructables
Flash芯片硬件特性

posted @ 2015-01-25 16:31  zelu  阅读(22104)  评论(3)  编辑  收藏  举报