0 前言

本篇指南仅用作W25Qxx系列初级学习使用，是本人在学习过程中的一个自我记录，不用做商业用途。代码多参考自正点原子例程，无本人版权。在本篇文档中如有部分不详尽的地方，欢迎评论留言，或联系本人邮箱syujen_1997@163.com。

1 介绍

W25Q64存储容量共64M-bit/ 8M-byte，32768页(pages)、每页256-bytes。最大一次可编程256-bytes。W25Q128JV存储容量共128M-bit/ 16M-byte

一次擦除大小可以为16页（4KB）、128页（32KB）、256页（64KB）或者全擦除。

W25Q64JV有2048个可擦除扇区(sectors)，或者可以说有128个可擦除块(blocks)。关系 1 Block = 16 sectors；1 sector = 4KB，所以算起来能达到8M-byte。

编程即写数据，由于Flash的特性，只能从1编程0，所以写数据之前Flash里面的数据不是0xFF就必须先擦除，然后才能写数据。擦除即将Flash里面的数据恢复为0xFF的过程。

上电后设备自动处于写禁用状态（Write Enable Latch, WEL为0，WEL是只读位）。在Page Program, Sector Erase, Block Erase, Chip Erase or Write Status Register instruction（页编程、区擦除、块擦除、芯片擦除或者写状态寄存器指令）之前必须先进行写使能指令。在编程、擦除、写状态寄存器指令完成后，WEL自动变成0。

BUSY位是状态寄存器0的第0位，并且是只读位。当执行页编程、区擦除、块擦除、芯片擦除、写状态寄存器、擦除/编程安全寄存器指令时，其值为1，并且在此期间不再接收新的指令，但是可以接收读状态寄存器指令和擦除编程挂起指令。

2 寻址范围

W25Q128JV系列存储器框图

这里仅给出W25Q128JV系列存储器框图，其余系列需查看其对应手册。

再次重申，1 Block = 16 sectors；1 sector = 4KB。从图中可以看出，Block 0 的 Sector 0寻址范围是 0x000000到0x000FFF，会发现是0x000FFF=2^12-1 = 4095，正好是4KB（4 * 1024 bytes，地址加1的单位是字节，不是bit）

3 SPI通讯

标准SPI通讯下支持SPI总线操作模式为0(0,0)和3(1,1)。通常采用模式3（即CPOL=1, CPHA=1，SCK引脚在空闲状态下处于高电平，SCK引脚上的第二个边沿对MSBit采样）。Dual SPI、Quad SPI在此不深入讨论。

需要注意的是，W25Qxx系列对SPI的通讯时钟是有限制的，最大为133M，配置stm32时需注意。

4 判断W25Qxx的内存大小

方法1 根据 Manufacturer/Device ID判断

翻译：该指令通过将 /CS 引脚驱动为低电平并移位指令代码“90h”后跟 24 位地址 (A23-A0) 000000h 来启动。之后，Winbond 的制造商 ID (EFh) 和设备 ID 在CLK的下降沿移出，最高有效位 (MSB) 在前，如图39所示。

也就是说，采取方法1的情况下，向W25Q128发送

方法2 根据JEDEC ID

该指令通过将 /CS 引脚拉低并移位指令代码“9Fh”来启动。

5 操作W25Qxx的一些基础操作

5.1 读操作

读取数据指令允许从存储器中顺序读取一个或多个数据字节。通过将 /CS 引脚驱动为低电平来启动指令，然后将指令代码“03h”和一个 24 位地址 (A23-A0) 移入DI引脚。代码和地址位在CLK引脚的上升沿锁存。接收到地址后，寻址存储器位置的数据字节将在CLK的下降沿移出DO引脚，最高有效位(MSB)在前。在移出每个数据字节后，地址会自动递增到下一个更高的地址，从而实现连续的数据流。这意味着只要时钟继续，就可以用一条指令访问整个内存。该指令通过驱动 /CS 为高电平来完成。

读数据指令序列如图14所示。如果在擦除、编程或写周期正在进行（BUSY=1）时发出读数据指令，该指令将被忽略并且不会有任何对当前周期的影响。

读取数据 (03h) 指令仅在标准 SPI 模式下受支持。

需注意的是，W25Q256系列应发送地址为4字节（即32-bit）

5.2 W25QXX写使能

写启用指令（图5）将状态寄存器中的写启用闩锁（WEL）位设置为1。WEL位必须在每个页面程序、四页程序、扇区擦除、块擦除、芯片擦除、写入状态寄存器和擦除/程序安全寄存器指令之前设置。写入启用指令是通过驱动/CS低位，将指令代码“06h”移动到CLK上升沿上的数据输入（DI）引脚，然后驱动/CS高位来输入的。

5.3 W25QXX写禁止

5.4 读状态寄存器

读取状态寄存器指令允许读取8位状态寄存器。通过将/CS驱动为低电平并将状态寄存器1的指令代码“05h”、状态寄存器2的指令代码“35h”或状态寄存器 3的指令代码“15h”在CLK的上升沿移入DI引脚来输入指令。然后状态寄存器位在CLK的下降沿移出 DO 引脚，最高有效位 (MSB) 在前，如图 8 所示。有关状态寄存器的说明，请参阅第7.1节。

读取状态寄存器指令可以在任何时候使用，即使是在编程、擦除或写入状态寄存器周期正在进行时。这允许检查BUSY状态位以确定周期何时完成以及设备是否可以接受另一条指令。可以连续读取状态寄存器，如图8所示。该指令通过驱动/CS为高电平来完成。

BUSY — 当设备执行页面程序、四页程序、扇区擦除、块擦除、芯片擦除、写入状态寄存器或擦除/程序安全寄存器指令时，该位被设置为1状态。当程序、擦除或写入状态/安全寄存器指令完成时，忙碌位将被清除为0状态，表明设备已准备好接受进一步指令。

需注意的是W25Q256的状态寄存器3最低位与其它W25Qxx系列不同。

ADS — 当前地址模式位是状态寄存器-3中的只读位，指示设备当前运行的地址模式。当ADS=0时，设备处于3字节地址模式，当ADS=1时，设备处于4字节地址模式。

5.5 扇区擦除

扇区擦除指令将指定扇区（4K 字节）内的所有存储器设置为全 1 (FFh) 的擦除状态。在设备接受扇区擦除指令之前必须执行写使能指令（状态寄存器位 WEL 必须等于 1）。该指令通过将 /CS 引脚驱动为低电平并将指令代码“20h”移动到 24 位扇区地址 (A23-A0) 来启动。扇区擦除指令序列如图 31a 所示。

在最后一个字节的第 8 位被锁存后，/CS 引脚必须被驱动为高电平。如果不这样做，则不会执行扇区擦除指令。 /CS 被驱动为高电平后，自定时扇区擦除指令将开始持续 tSE 时间（参见 AC 特性）。当扇区擦除周期正在进行时，仍可以访问读取状态寄存器指令以检查 BUSY 位的状态。 BUSY 位在扇区擦除周期内为 1，当周期结束且器件准备好再次接受其他指令时变为 0。扇区擦除周期完成后，状态寄存器中的写使能锁存器 (WEL) 位清零。如果寻址页受到块保护（CMP、SEC、TB、BP2）的保护，则不会执行扇区擦除指令、BP1 和 BP0) 位或单个块/扇区锁定。

5.6 写操作

写操作较为复杂，主要是因为写之前要擦除、最大一次性只能写256 Byte（即一个完整的page，硬件不会自动换page，所以要编程）所以要考虑换页、写操作给的指令中的起始地址再某一页的哪个位置等等

页编程指令允许在先前已擦除(FFh)的存储器位置对1个字节到256个字节（一页）的数据进行编程。在设备接受页编程指令（状态寄存器位 WEL= 1）之前，必须执行写使能指令。该指令通过将/CS引脚驱动为低电平，然后将指令代码“02h”、后跟 24 位地址(A23-A0)和至少一个数据字节移入DI引脚来启动。在向器件发送数据时，/CS引脚必须在整个指令长度内保持低电平。

如果要对整个256字节页面进行编程，则最后一个地址字节（8 个最低有效地址位）应设置为0。如果最后一个地址字节不为零，并且时钟数超过剩余页面长度，则寻址将换行到页面的开头。在某些情况下，可以对少于256个字节（部分页面）进行编程，而不会对同一页面中的其他字节产生任何影响。执行部分页面编程的一个条件是时钟数不能超过剩余页面长度。如果发送到设备的字节数超过256个，则寻址将换行到页面的开头并覆蓋先前发送的数据。

与写入和擦除指令一样，在最后一个字节的第 8 位被锁存后，/CS引脚必须被驱动为高电平。如果不这样做，页面编程指令将不会被执行。在/CS被驱动为高电平后，自定时页面编程指令将开始持续 tpp 时间（参见AC特性）。在页面编程周期正在进行时，仍可以访问读取状态寄存器指令以检查 BUSY 位的状态。BUSY位在页编程周期内为1，当周期结束且器件准备好再次接受其他指令时变为0。页面编程周期完成后，状态寄存器中的写使能锁存器 (WEL) 位被清零。如果寻址页面受到块保护（CMP、SEC、TB、BP2）的保护，则不会执行页面编程指令、BP1和BP0)位或单个块/扇区锁定。

为了完成写操作，共定义了3个函数，“页面写操作（限定小于256 byte）”、“带换页的写操作（没有进行擦除操作）”，以及给用户直接调用的“写操作（带擦除）”。代码较为复杂，这里大致介绍一下思路：

不得不说，原子哥写程序的逻辑是有点儿绕 2333