spi flash 操作

W25Q16V 是华邦出的一颗 spi flash. 25系列是比较通用的一个系列. 后面的数字 16 跟容量有关, 16 表示 16Mbits, 相当于 2MB.

与此类似的还有 W25Q128V 等, 128 就表示容量 16MB.

对于 W25Q16V:

• page 为最大的编程单位. 1 page = 256 bytes
• sector 为最小的擦除单位, 1sector = 16 pages = 4096 bytes (4KB)
• 块擦除有两种大小:
  32K block = 8 secotrs = 128 pages = 32 kbytes
  64k block = 16 sectors = 256 pages = 64 kbytes

封装

如图的 8-pin 是较常用的一种封装. 各 pin 的意义:

1. CS , chip select, 芯片使能引脚. CS拉高时, 芯片处理省电模式, 各数据引脚(D0/D1/D2/D3)处理高阻态. CS拉低时芯片工作, 数据引脚可以传输数据.

2. DO 用于(在CLK下降沿)输出数据或状态. 正常情况下只有DI/DO作为IO引脚, 启用 Quad 模式需要置QE(Quad Enable)位. QE=1时, WP和HOLD分别变为IO2,IO3.

3. WP pin, 低电平有效, 以保护状态寄存器不被写入.

4. GND 接地

5. DI用于(在CLK上升沿)向 Flash 输入指令, 地址 或 数据.

6. CLK, 提供输入输出操作的同步时钟.

7. HOLD pin, 当多个芯片共用 SPI 总线时非常有用. HOLD 为低电平时, DO 引脚变为高阻态, 且此时 DI/CLK 上的信号被忽略. 相当于芯片此时不工作. 假设对一个 SPI FLASH 的页写操作只进行到一半, 此时一个中断来了, 另一个更高优先级的任务要占用 SPI 总线, 此时就可以使用 HOLD 拉低来暂停 SPI FLASH 内部的工作, 等到任务切换回来再让操作继续下去.

8. VCC, 2.7 ~ 3.6V

内部模块框图

SPI 操作

标准 SPI 有四根信号线: CS, CLK, DI, DO. 其中 DI 用于在CLK上升沿时输入指令, 地址或数据, DO用于在CLK下降沿时读数据或状态.

SPI 总线有四种工作模式, 区别是 CLK 常态电平 和 数据采样时机. W25Q16V 支持 MODE0 和 MODE3. 详见这篇笔记

使用3B/BB指令可以进入"快速双路模式", 此时DI/DO变为IO0, IO1.

6B, EB 进入"四路"模式, 此时 WP, HOLD 分别变为 IO2, IO3

状态寄存器

BUSY, 只读位,

当 SPI FLASH 在执行 页编程, 扇区擦除, 块擦除, 整片擦除, 写状态寄存器指令 等操作时, BUSY位被置1, 这些操作完成之后, BUSY位自动清0. 当BUSY位为1时, 除了"读状态寄存器"操作和"擦除暂停"操作之外, 不接受任何其他操作.

WEL, Write Enable Latch

只读位. 当执行了一个"写使能"指令后, WEL置1, 表示可以写入了. "写禁止"时, WEL为0.

"写禁止", "页编程", "扇区擦除", "块擦除", "整片擦除", "写状态寄存器", 执行完这些操作之后, WEL 自动被清0, 回到禁止写入状态.

BP0, BP2, BP2 (Block Protect Bits) 块保护

"写状态寄存器" 指令可以改变这些位的值.

TB

SEC

SRP1, SRP0, 状态寄存器保护

这两个位 与 WP 引脚一起, 用于保护状态寄存器不被改写.

QE

指令

有 26 个基本指令. DI 输入的第一个字节就是指令代码. DI在CLK上升沿采样, MSB .

指令有一个或多个字节, 可能后面还有地址, 数据, dummy.