SPI方式读取外部FLASH抓取时序图

???????? 使用STM32的SPI控制器，对外部的W25X16 FLASH（2M字节）芯片进行操作。以下为逻辑分析仪抓取的时序。

???????? 以下是该FLASH芯片的命令表。

???

?

1、? ????????1、读取器件ID。

先拉低片选信号CS，再发送命令0XAB，再发送三个字节的dummy。读取第四个字节数据，数据就是device ID。最后拉高CS，结束一次操作。

???

???????? 以下是发送命令0XAB放大的图。可以看出CLK空闲状态是高电平（CPOL = 1），偶数边沿为采样时刻（CPHA = 1）。

???

?

2、? ????????2、读取jedec标准ID

先拉低片选信号CS，再发送命令0X9f，读取三个数据。最后拉高CS，结束一次操作。

第一个数据：生产厂商

第二个数据：存储器类型

第三个数据：容量

???

?

3、?????????3、 写使能

Flash在写数据，擦除，写状态寄存器之前，首先要打开写使能。打开写使能的方法也很简单，发送命令0x06即可。

???

?

4、?????????4、 写数据

拉低片选，发送命令0x02，表示写操作。发送3个字节的地址。因为选用的flash芯片大小为2M，地址范围为0x00_0000 ? 0x1f_ffff。所以需要24位表示地址。因此要发送3个字节来表征写入的地址。

??

???????? 三个地址发送完毕后，就开始发送要写入的数据。

???????? 数据写完毕后，拉高片选即可。

???

???????? 在写数据完成后，要读取flash芯片的状态寄存器，判断器件状态。

???????? 读取状态寄存器，所用命令为0x05，第二个SPI周期即为读取的状态寄存器值，可以一直读取该状态寄存器的值。

当读到状态寄存器的值为0x00后，表示器件完成写操作。

???

?

5、? ????????5、扇区擦除

使用命令0x20对扇区进行擦除。

???????? 擦除是从写入扇区地址开始到扇区结束地址之间的内容擦除。即如果写入擦除的地址是0x00_0010，那么就会将0x00_0010 ? 0x00_0FFF（一个扇区大小是4k）之间的内存区域擦除为0xff。

???

6、? ????????

????????????????6、块擦除

和扇区擦除一样，只是发的命令为0xd8，擦除的最大大小是64KB。

?

7、? ????????7、芯片擦除

擦除整个芯片，发送命令0xc7。

?

8、?????????8、 读数据

FLASH的读数据有三种方式：

?

第一种是普通读方式：

先拉低片选信号CS，再发送命令0X03，发送读取数据的地址，3个字节。后面每个SPI周期，就是读取的数据。

?

???

???????? 第二种是快速读方式（fast read）：

先拉低片选信号CS，再发送命令0X0b，发送读取数据的地址，3个字节。发送一个dummy的SPI周期，后面每个SPI周期，就是读取的数据。

???????? 快速读方式，要等待5个SPI周期后，才开始读取有效信息。而普通读模式下，只需等待4个SPI周期后，就可以读取有效信息了。

???

???????? 第三种是快速双通道读方式（fast read dual output）

拉低片选CS，发送命令0x3b，发送读取数据的地址，3个字节。发送一个dummy的SPI周期，后面每个SPI周期，就是读取的数据。

???????? 从时序图。看出这种读方式下，MOSI和MISO都参与了读数据的传输。所以在这种模式下，一个SPI可以读取两个字节。

?????????????????? ???? 第一个字节?????? ????? ?第二个字节

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

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

?

???????? 下面通过波形图比较一下三种读取数据方式：

?

普通read读取的波形图。第一个有效数据在第5个SPI处，值为0x69， 第二个有效数据在第6个SPI处，值为0x20。

????

Fast read读取的波形图。第一个有效数据在第6个SPI处，值为0x69，第二个有效数据在第7个SPI处，值为0x20。

?????

Fast read dual读取的波形图。MOSI和MISO同时参与数据的读取。第一个有效数据和第二个有效数据在第6个SPI处。

MISO?? 0 1 1 0? 0 1 0 0???????? ( 1D7,1D1)??? ( 2D7,2D1)?

???????? MOSI?? 1 0 0 1? 0 0 0 0?? （1D6,1D0）? （2D6,2D0）

???????? 组合得到第一个数据?? 01 10 10 01? 0x69

组合得到第二个数据?? 00 10 00 00? 0x20

?????

?????? 从抓取的波形图，来学习SPI驱动外部的FLASH，是可以很直观的看到数据传输的过程，从而对SPI协议及外部的FLASH驱动有更深的了解。

? ? 可以下载pdf，查看清晰波形图片信息。