STM32单片机入门学习——第37节: [11-2] W25Q64简介

写这个文章是用来学习的,记录一下我的学习过程。希望我能一直坚持下去,我只是一个小白,只是想好好学习,我知道这会很难，但我还是想去做！

本文写于：2025.04.14

前言

   本次笔记是用来记录我的学习过程,同时把我需要的困难和思考记下来,有助于我的学习，同时也作为一种习惯,可以督促我学习,是一个激励自己的过程,让我们开始32单片机的学习之路。
   欢迎大家给我提意见,能给我的嵌入式之旅提供方向和路线，现在作为小白,我就先学习32单片机了,就跟着B站上的江协科技开始学习了.
   在这里会记录下江协科技32单片机开发板的配套视频教程所作的实验和学习笔记内容，因为我之前有一个开发板,我大概率会用我的板子模仿着来做.让我们一起加油！
   另外为了增强我的学习效果：每次笔记把我不知道或者问题在后面提出来,再下一篇开头作为解答！

开发板说明

   本人采用的是慧净的开发板,因为这个板子是我N年前就买的板子,索性就拿来用了。另外我也购买了江科大的学习套间。
   原理图如下
1、开发板原理图

2、STM32F103C6和51对比

3、STM32F103C6核心板

视频中的都用这个开发板来实现,如果有资源就利用起来。另外也计划实现江协科技的套件。

下图是实物图

引用

【STM32入门教程-2023版 细致讲解 中文字幕】
还参考了下图中的书籍:
STM32库开发实战指南：基于STM32F103（第2版）

数据手册

解答和科普

一、W25Q64简介

在显示某个汉字前，先读取芯片查询字库，再在显示屏上显示对应的点阵数据，这样就能让显示屏任意显示中文了。
固件程序存储：这个就相当于直接把程序文件下载到外挂芯片里，需要执行程序的时候，直接读取外挂芯片的程序文件来执行，这就是XIP，就地执行，比如电脑里的BIOS固件，就可以存储在这个W25Q系列的芯片里。
时钟频率非常快，所以即使不加延时，这个GPIO的翻转频率，也不可能达到80Mhz，所以可以放心使用。可以同时发送和接收，这就是双重SPI,还有四重SPI。大概并行传输的意思。
24位地址（三位字节），最大分频16MB，256可进入4字节地址。

CS对应之前讲的SPI的名称就是SS,低电平有效;CLK(SCK),SPI时钟；DI(MOSI)，SPI主机输出从机输入，DO(MISO)，SPI主机输入从机输出，WP写保护（低电平有效），HOLD，数据保持（低电平有效）。如果你不想终止总线，又想操作其他器件，这样芯片就HOLD住了，芯片释放总线，但是芯片时序不会终止，它会记住当前的状态。当你操作完其他器件时，可以回来，HOLD置回高电平，然后继续HOLD之前的时序。相当于SPI总线进了一次中断，并且在中断里还可以用SPI干别的事情，这就是HOLD的功能。
双重SPI和四重SPI,所以会有IO0,1,2,3.

首先，这这个矩形空间里，是所有的存储器，存储区以字节为单位，每个字节都有唯一的地址，地址宽度是24位3个字节，所以可以看到，左下角，第一个字节，它的地址是000000h，h代表16进制，之后的空间，地址依次自增，直到最后一个字节，地址是7FFFFFh，因为24位地址，最大寻址范围是16MB,我们这个芯片只有8MB，所以地址空间，只用了一半，8MB的空间，排到最后一个字节，就是7FFFFF,在这个空间里，以64KB为一个基本单元，把它划分为若干的快Block，从前往后，依次是快0，快1，块2，等；一直分到最后一块，那整块蛋糕是8MB，以64KB为一块进行划分，最后分得的快数，就是8MB/64KB=128快,
快0,00 00 00到00 FF FF,快31从1F 00 00 到1F FF FF,在每一块，它的地址变换范围就是低位的2个字节，每个块的起始是 xx 00 00，结束是xx FF FF，这时快内地址的变化规律；
左边还有对每一块进行更细的划分，分为多个扇区Sector，这里的虚线指向了右边的各个块，也就是告诉，每一块里面都是这个样子的。
每个块的起始是 xx 00 00，结束是xx FF FF，在一块里，再以4KB为一个单元，进行切分，切得16份，所以每块里，可以分为扇区0，一直到扇区15，每个扇区的起始是 xx x0 00，结束是xx xF FF，这就是对每一块，再细分为16个扇区的分配方式。在写入数据的时候还有更细的划分，这就是页Page，页是对整个存储空间划分的，当然你也可以看做，在扇区里，在进行划分，都是一样的，页的大小是256个字节，一个扇区是4KB，以256个字节划分，4KB/256=16页，每个页的起始是 xx xx 00，结束是xx xx FF，这就是存储器的地址划分。
左下角，SPI控制逻辑，也就是芯片内部进行地址锁存、数据读写等操作，都可以由控制逻辑自动完成，这个不需要我们操心，控制逻辑就是整个芯片的管理员，我们有什么事，只需要告诉管理员就行了。 左边是SPI的通信引脚和主控芯片相连，主控芯片通过SPI协议，把指令和数据发送给控制逻辑，控制逻辑就会自动去操作内部电路，来完成我们想要的功能，控制逻辑上面有个状态寄存器，这个状态寄存器比较重要的，比如芯片是否处于忙状态，是否写使能，是否写保护，都可以体现着这个状态寄存器。上面是写控制逻辑和外部的WP引脚相连，显然，这个是配合WP引脚实现硬件写保护的，右边是一个高电压生成器，是配合Flash进行编程的，因为Flash是掉电不丢失的，如何实现掉电不丢失，所有要实现掉电不丢失，就要我们的存储器里，产生一些刻骨铭心的变化，用烧坏的LED表示1，没烧坏的LED表示0，然后再断电，烧坏的LED还是烧坏的，有没有点，它都是坏的，所以是掉电不丢失。所以这种掉电不丢失的存储器，一般都需要一个高电压，这就不需要外接了。地址锁存器和计数器，就是用来指定地址的，通过SPI发过来3个字节地址，因为一页是256字节，所以一页内的字节地址，就取决于最低一个字节，而高位的两个字节，就是对应的页地址，所以在这里，我们发送3个字节地址，前两个字节，会进到这个页地址锁存计数器里，最后一个字节，会进到这个字节地址锁存寄计数器里，然后页地址，通过这个写保护和行解码，来选择我要操作那一页，字节地址，通过这个列解码和256字节页缓存，来指定字节的读写操作，那又因为这个地址锁存，都是有一个计数器的，所以这个地址指针，在读写之后，可以自动加1，这样就很容易实现，从指定地址开始，连续写多个字节的目的了，那最后，右边这里，有256字节的页缓存区，它其实是一个256字节的RAM存储器，数据读写，就是通过这个RAM缓存区来进行的，写入数据，会先放到缓存区里，然后在时序结束后，芯片再将缓存区的数据复制到对应的Flash里，进行永久保存。为啥要有缓存区，直接往Flash写不好吗，这是因为，SPI写入频率是非常高的，而Flash的写入，由于需要掉电不丢失，就比较慢，所以就是，你写入的数据现在页缓存区里存着，缓存区是RAM，它的速度非常快，能跟上SPI的速度，但是这个缓存区只有256个字节，所以写入的时序有个限制条件，就是写入的一个时序，连续写入的数据量，不能超过256个字节，等你写完了，芯片再慢慢把数据从缓存区转移到Flash存储器里，那我数据从缓存区转到Flash，需要一定的时间，所以在写入时序结束后，芯片会进入一段忙的状态，这里会有一条线，通往状态寄存器，给状态寄存器的BUSY位置1，表示芯片当前正在搬砖，很忙，在忙的时候，芯片就不会响应新的读写时序了，这就是写入的执行流程。读取只看一下状态，所以还是非常快。

这时因为Flash，作为一种掉电不丢失的存储器，为了保证掉电不丢失这个特性，同时还要保证存储容量足够大，成本足够低，所以，Flash存储器会在其他地方，比如操作的便捷性等做出妥协和让步。Flash的写入和读取并不像RAM那样简单直接，RAM是。指哪打哪。想在哪写就在哪写。想写多少就写多少，可以覆盖写入的，比如原来RAM里有个数据0xAA，之后我再写入一个新的数据0x55,那RAM的数据就变为0x55.
每个数据位只能由1改写为0，不能由0改写为1:如1010 1010 覆盖写入0101 0101 变为0x00.
所以写入前先擦除，所有位变为1，然后就可以正确的写了。要想返回，必须先擦除。0Xff.
擦除必须按最小擦除单元进行，必须一片擦除，不能一个字节擦除，可以选择，按快擦除，扇区擦除，最小的单元，就是一个扇区4KB；需要优化设计。
连续写入多字节时，最多写入一页的数据，超过页尾位置的数据，会回到页首覆盖写入，因为数据缓存区的存在256个字节。要注意，这个地址范围不能跨越页的边沿。
写入操作结束后，芯片进入忙状态，不响应新的读写操作，可以看忙状态寄存器的标志位，擦除中也是忙状态。
读取操作时：
直接调用读取时序，无需使能，无需额外操作，没有页的限制，读取操作结束后不会进入忙状态，但不能在忙状态时读取。

问题

总结

本节课主要是了解了W25Q64简介，是先发送指令，再进行操作，还有Flash分为块、扇区、页，还有写入的规则。