SPI方式讀取外部FLASH抓取時(shí)序圖

         使用STM32的SPI控制器，對(duì)外部的W25X16 FLASH（2M字節(jié)）芯片進(jìn)行操作。以下為邏輯分析儀抓取的時(shí)序。

         以下是該FLASH芯片的命令表。

1、          1、讀取器件ID。

先拉低片選信號(hào)CS，再發(fā)送命令0XAB，再發(fā)送三個(gè)字節(jié)的dummy。讀取第四個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)就是device ID。最后拉高CS，結(jié)束一次操作。

         以下是發(fā)送命令0XAB放大的圖?？梢钥闯?/span>CLK空閑狀態(tài)是高電平（CPOL = 1），偶數(shù)邊沿為采樣時(shí)刻（CPHA = 1）。

2、          2、讀取jedec標(biāo)準(zhǔn)ID

先拉低片選信號(hào)CS，再發(fā)送命令0X9f，讀取三個(gè)數(shù)據(jù)。最后拉高CS，結(jié)束一次操作。

第一個(gè)數(shù)據(jù)：生產(chǎn)廠商

第二個(gè)數(shù)據(jù)：存儲(chǔ)器類型

第三個(gè)數(shù)據(jù)：容量

3、         3、 寫使能

Flash在寫數(shù)據(jù)，擦除，寫狀態(tài)寄存器之前，首先要打開寫使能。打開寫使能的方法也很簡(jiǎn)單，發(fā)送命令0x06即可。

4、         4、 寫數(shù)據(jù)

拉低片選，發(fā)送命令0x02，表示寫操作。發(fā)送3個(gè)字節(jié)的地址。因?yàn)檫x用的flash芯片大小為2M，地址范圍為0x00_0000 – 0x1f_ffff。所以需要24位表示地址。因此要發(fā)送3個(gè)字節(jié)來(lái)表征寫入的地址。

         三個(gè)地址發(fā)送完畢后，就開始發(fā)送要寫入的數(shù)據(jù)。

         數(shù)據(jù)寫完畢后，拉高片選即可。

         在寫數(shù)據(jù)完成后，要讀取flash芯片的狀態(tài)寄存器，判斷器件狀態(tài)。

         讀取狀態(tài)寄存器，所用命令為0x05，第二個(gè)SPI周期即為讀取的狀態(tài)寄存器值，可以一直讀取該狀態(tài)寄存器的值。

當(dāng)讀到狀態(tài)寄存器的值為0x00后，表示器件完成寫操作。

5、          5、扇區(qū)擦除

使用命令0x20對(duì)扇區(qū)進(jìn)行擦除。

         擦除是從寫入扇區(qū)地址開始到扇區(qū)結(jié)束地址之間的內(nèi)容擦除。即如果寫入擦除的地址是0x00_0010，那么就會(huì)將0x00_0010 – 0x00_0FFF（一個(gè)扇區(qū)大小是4k）之間的內(nèi)存區(qū)域擦除為0xff。

6、          

                6、塊擦除

和扇區(qū)擦除一樣，只是發(fā)的命令為0xd8，擦除的最大大小是64KB。

7、          7、芯片擦除

擦除整個(gè)芯片，發(fā)送命令0xc7。

8、         8、 讀數(shù)據(jù)

FLASH的讀數(shù)據(jù)有三種方式：

第一種是普通讀方式：

先拉低片選信號(hào)CS，再發(fā)送命令0X03，發(fā)送讀取數(shù)據(jù)的地址，3個(gè)字節(jié)。后面每個(gè)SPI周期，就是讀取的數(shù)據(jù)。

         第二種是快速讀方式（fast read）：

先拉低片選信號(hào)CS，再發(fā)送命令0X0b，發(fā)送讀取數(shù)據(jù)的地址，3個(gè)字節(jié)。發(fā)送一個(gè)dummy的SPI周期，后面每個(gè)SPI周期，就是讀取的數(shù)據(jù)。

         快速讀方式，要等待5個(gè)SPI周期后，才開始讀取有效信息。而普通讀模式下，只需等待4個(gè)SPI周期后，就可以讀取有效信息了。

         第三種是快速雙通道讀方式（fast read dual output）

拉低片選CS，發(fā)送命令0x3b，發(fā)送讀取數(shù)據(jù)的地址，3個(gè)字節(jié)。發(fā)送一個(gè)dummy的SPI周期，后面每個(gè)SPI周期，就是讀取的數(shù)據(jù)。

         從時(shí)序圖?？闯鲞@種讀方式下，MOSI和MISO都參與了讀數(shù)據(jù)的傳輸。所以在這種模式下，一個(gè)SPI可以讀取兩個(gè)字節(jié)。

                        第一個(gè)字節(jié)              第二個(gè)字節(jié)

         MISO    (1D7, 1D5, 1D3, 1D2)    (2D7, 2D5, 2D3, 2D2)

         MOSI        (1D6, 1D4, 1D2, 1D0)    (2D6, 2D4, 2D2, 2D0)

         下面通過(guò)波形圖比較一下三種讀取數(shù)據(jù)方式：

普通read讀取的波形圖。第一個(gè)有效數(shù)據(jù)在第5個(gè)SPI處，值為0x69， 第二個(gè)有效數(shù)據(jù)在第6個(gè)SPI處，值為0x20。

Fast read讀取的波形圖。第一個(gè)有效數(shù)據(jù)在第6個(gè)SPI處，值為0x69，第二個(gè)有效數(shù)據(jù)在第7個(gè)SPI處，值為0x20。

Fast read dual讀取的波形圖。MOSI和MISO同時(shí)參與數(shù)據(jù)的讀取。第一個(gè)有效數(shù)據(jù)和第二個(gè)有效數(shù)據(jù)在第6個(gè)SPI處。

MISO   0 1 1 0  0 1 0 0         ( 1D7, 1D5, 1D3, 1D1)    ( 2D7, 2D5, 2D3, 2D1) 

         MOSI   1 0 0 1  0 0 0 0   （1D6, 1D4, 1D2, 1D0）  （2D6, 2D4, 2D2, 2D0）

         組合得到第一個(gè)數(shù)據(jù)   01 10 10 01  0x69

組合得到第二個(gè)數(shù)據(jù)   00 10 00 00  0x20

       從抓取的波形圖，來(lái)學(xué)習(xí)SPI驅(qū)動(dòng)外部的FLASH，是可以很直觀的看到數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^(guò)程，從而對(duì)SPI協(xié)議及外部的FLASH驅(qū)動(dòng)有更深的了解。

    可以下載pdf，查看清晰波形圖片信息。