SPI方式讀取外部FLASH抓取時序圖

         使用STM32SPI控制器,對外部的W25X16 FLASH2M字節)芯片進行操作。以下爲邏輯分析儀抓取的時序。

         以下是該FLASH芯片的命令表。

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1、          1、讀取器件ID

先拉低片選信號CS,再發送命令0XAB,再發送三個字節的dummy。讀取第四個字節數據,數據就是device ID。最後拉高CS,結束一次操作。

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         以下是發送命令0XAB放大的圖。可以看出CLK空閒狀態是高電平(CPOL = 1),偶數邊沿爲採樣時刻(CPHA = 1)。

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2、          2、讀取jedec標準ID

先拉低片選信號CS,再發送命令0X9f,讀取三個數據。最後拉高CS,結束一次操作。

第一個數據:生產廠商

第二個數據:存儲器類型

第三個數據:容量

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3、         3、 寫使能

Flash在寫數據,擦除,寫狀態寄存器之前,首先要打開寫使能。打開寫使能的方法也很簡單,發送命令0x06即可。

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4、         4、 寫數據

拉低片選,發送命令0x02,表示寫操作。發送3個字節的地址。因爲選用的flash芯片大小爲2M,地址範圍爲0x00_0000 – 0x1f_ffff。所以需要24位表示地址。因此要發送3個字節來表徵寫入的地址。

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         三個地址發送完畢後,就開始發送要寫入的數據。

         數據寫完畢後,拉高片選即可。

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         在寫數據完成後,要讀取flash芯片的狀態寄存器,判斷器件狀態。

         讀取狀態寄存器,所用命令爲0x05,第二個SPI週期即爲讀取的狀態寄存器值,可以一直讀取該狀態寄存器的值。

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當讀到狀態寄存器的值爲0x00後,表示器件完成寫操作。

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5、          5、扇區擦除

使用命令0x20對扇區進行擦除。

         擦除是從寫入扇區地址開始到扇區結束地址之間的內容擦除。即如果寫入擦除的地址是0x00_0010,那麼就會將0x00_0010 – 0x00_0FFF(一個扇區大小是4k)之間的內存區域擦除爲0xff

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6、          

                6、塊擦除

和扇區擦除一樣,只是發的命令爲0xd8,擦除的最大大小是64KB

 

7、          7、芯片擦除

擦除整個芯片,發送命令0xc7

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8、         8、 讀數據

FLASH的讀數據有三種方式:

 

第一種是普通讀方式:

先拉低片選信號CS,再發送命令0X03,發送讀取數據的地址,3個字節。後面每個SPI週期,就是讀取的數據。

 

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         第二種是快速讀方式(fast read):

先拉低片選信號CS,再發送命令0X0b,發送讀取數據的地址,3個字節。發送一個dummySPI週期,後面每個SPI週期,就是讀取的數據。

         快速讀方式,要等待5SPI週期後,纔開始讀取有效信息。而普通讀模式下,只需等待4SPI週期後,就可以讀取有效信息了。

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

拉低片選CS,發送命令0x3b,發送讀取數據的地址,3個字節。發送一個dummySPI週期,後面每個SPI週期,就是讀取的數據。

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         從時序圖。看出這種讀方式下,MOSIMISO都參與了讀數據的傳輸。所以在這種模式下,一個SPI可以讀取兩個字節。

                        第一個字節              第二個字節

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

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

 

         下面通過波形圖比較一下三種讀取數據方式:

 

普通read讀取的波形圖。第一個有效數據在第5SPI處,值爲0x69 第二個有效數據在第6SPI處,值爲0x20

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Fast read讀取的波形圖。第一個有效數據在第6SPI處,值爲0x69,第二個有效數據在第7SPI處,值爲0x20

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Fast read dual讀取的波形圖。MOSIMISO同時參與數據的讀取。第一個有效數據和第二個有效數據在第6SPI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

         組合得到第一個數據   01 10 10 01  0x69

組合得到第二個數據   00 10 00 00  0x20

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       從抓取的波形圖,來學習SPI驅動外部的FLASH,是可以很直觀的看到數據傳輸的過程,從而對SPI協議及外部的FLASH驅動有更深的瞭解。



    可以下載pdf,查看清晰波形圖片信息。




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