2025年w25q512芯片手册（25q32cs1g芯片）

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本章节为大家讲解标准QSPI接线方式驱动W25QXX，实现了查询和MDMA两种方式。

79.1 初学者重要提示

79.2 W25QXX硬件设计

79.3 W25QXX关键知识点整理（重要）

79.4 W25QXX驱动设计

79.5 W25QXX板级支持包（bsp_spi_flash.c）

79.6 W25QXX驱动移植和使用

79.7 使用例程设计框架

79.8 实验例程说明（MDK）

79.9 实验例程说明（IAR）

79.10 总结

 1、学习本章节前，务必优先学习第79章。

 2、 W25Q256JV属于NOR型Flash存储芯片。

 3、 W25Q256JV手册下载地址：链接（这是一个超链接），当前章节配套例子的Doc文件件里面也有存放。

【STM32H7教程】第79章 STM32H7的QSPI总线应用之驱动W25QXX（支持查询和MDMA）_数据
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 4、本章第3小节整理的知识点比较重要，务必要了解下，特别是页编程和页回卷。

 5、对QSPI Flash W25Q256JV的不同接线方式（1线，2线或者4线，这里的线是指的数据线），编程命令是不同的。

 6、 W25Q256JV最高支持133MHz。

 7、 STM32H7驱动QSPI Flash的4线DMA模式，读速度48MB/S左右。

 8、内存映射模式下，最后一个字节无法正常读取的解决办法

 9、本章配套例子的DMA是采用性能最强的MDMA。

STM32H7驱动W25Q256JV的硬件设计如下：

【STM32H7教程】第79章 STM32H7的QSPI总线应用之驱动W25QXX（支持查询和MDMA）_#define_02

关于这个原理图，要了解到以下几个知识：

V7开发板实际外接的芯片是W25Q256JV。
CS片选最好接上拉电阻，防止意外操作。
W25Q256的WP引脚用于写保护，低电平有效性，当前是将其作为4方式的IO2。
HOLD引脚也是低电平有效，当前是将其接到高电平。此引脚的作用是CS片选低电平时，DO引脚输出高阻，忽略CLK和DI引脚上的信号。当前是将其作为4线方式的IO3。

驱动W25QXX前要先了解下这个芯片的相关信息。

【STM32H7教程】第79章 STM32H7的QSPI总线应用之驱动W25QXX（支持查询和MDMA）_数据_03

W25Q256JV是32MB（256Mbit）。
W25Q256JV支持标准SPI（单线SPI），用到引脚CLK、CS，DI和DO引脚。

支持两线SPI，用到引脚CLK、CS、IO₀、IO₁ 。

支持四线SPI，用到引脚CLK、CS、IO₀、IO₁，IO₂、IO₃。

（注：这里几线的意思是几个数据线）。

W25Q256JV支持的最高时钟是133MHz。
每个扇区最少支持10万次擦写，可以保存20年数据。
页大小是256字节，支持页编程，也就是一次编写256个字节，也可以一个一个编写。
支持4KB为单位的扇区擦除，也可以32KB或者64KB为单位的擦除。

整体框图如下：

【STM32H7教程】第79章 STM32H7的QSPI总线应用之驱动W25QXX（支持查询和MDMA）_引脚_04

W25Q256JV：

有512个Block，每个Block大小64KB。
每个Block有16个Sector，每个Sector大小4KB。
每个Sector有16个Page，每个Page大小是256字节。

使用W25Q256的接线方式不同，使用的命令也有所不同，使用的时候务必要注意，当前我们使用的QSPI，即4线SPI，并且用的4字节地址模式，使用的命令如下：

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【STM32H7教程】第79章 STM32H7的QSPI总线应用之驱动W25QXX（支持查询和MDMA）_数据_06

当前主要用到如下几个命令：

SPI Flash仅支持页编程（页大小256字节），所有其它大批量数据的写入都是以页为单位。这里注意所说的页编程含义，页编程分为以下三步（伪代码）：

页编程的含义恰恰就体现在第3步了，如果用户设置的“起始地址+数据长度”所确定的地址范围超过了此起始地址所在的页，地址自增不会超过页范围，而是重新回到了此页的首地进行编写。这一点要特别的注意。如果用户不需要使用地址自增效果，那么直接指定地址进行编写即可。可以任意指定地址进行编写，编写前一定要进行擦除。

比如下面就是页内操作（使用前已经进行了扇区擦除，每次擦除最少擦除一个扇区4KB）：

从250地址开始写入10个字节数据 PageWrite(tempbuf,  250,  10);（因为一旦写入超过地址255，就会从0地址开始重新写）。
向地址20写入1个字节数据：PageWrite(&temp1,  20,  1);
向地址30写入1个字节数据：PageWrite(&temp2,  30,  1);
向地址510写入1个字节数据：PageWrite(&temp3,  510,  1) (这里已经是写到下一页了)

下面是将从0地址到511地址读取出来的512个字节数据，一行32字节。

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SPI Flash的擦除支持扇区擦除（4KB），块擦除（32KB或者64KB）以及整个芯片擦除。对于扇区擦除和块擦除，使用的时候要注意一点，一般情况下，只需用户给出扇区或者块的首地址即可。

如果给的不是扇区或者块的首地址也没有关系的，只要此地址是在扇区或者块的范围内，此扇区或者块也可以被正确擦除。不过建议使用时给首地址，方便管理。

这里我们主要了解擦写耗时和支持的时钟速度，下面是擦写时间参数：

【STM32H7教程】第79章 STM32H7的QSPI总线应用之驱动W25QXX（支持查询和MDMA）_数据_08

页编程时间：典型值0.4ms，最大值3ms。
扇区擦除时间（4KB）：典型值50ms，最大值400ms。
块擦除时间（32KB）：典型值120ms，最大值1600ms。
块擦除时间（64KB）：典型值150ms，最大值2000ms。
整个芯片擦除时间：典型值80s，最大值400s。

支持的速度参数如下：

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可以看到最高支持的读时钟（使用命令03H）速度是50MHz，其它命令速度可以做到133MHz。

W25QXX的程序驱动框架设计如下：

【STM32H7教程】第79章 STM32H7的QSPI总线应用之驱动W25QXX（支持查询和MDMA）_引脚_10

有了这个框图，程序设计就比较好理解了。

QSPI总线配置如下：

QSPI这部分配置，要特别注意Flash大小的设置，这里做了特别处理，本来是应该填入QSPI_FLASH_SIZE-1，而我们实际上填入的是QSPI_FLASH_SIZE，主要是因为内存映射模式下，最后一个字节访问有问题。

本章提供了QSPI Flash的查询和MDMA两种方式的例子，驱动的区别是调用的API不同，查询方式调用的API是HAL_QSPI_Transmit和HAL_QSPI_Receive，而DMA方式使用的API是HAL_QSPI_Transmit_DMA和HAL_QSPI_Receive_DMA。

注：这里以查询方式的API进行说明，DMA方式是一样的。

W25QXX的读取功能是发送的4线快速读取指令0xEC，设置任意地址都可以读取数据，只要不超过芯片容量即可（如果采用的DMA方式，限制每次最大读取65536字节）。

此时函数使用的指令0xEC对应的W25Q256JV手册说明，注意红色方框位置：

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左上角的1-4-4就是指令阶段使用1个IO，地址阶段使用4个IO，数据阶段也是使用4个IO，并且采用的4字节地址方式，反映到程序里面就是：

sCommand.InstructionMode = QSPI_INSTRUCTION_1_LINE;
sCommand.AddressMode = QSPI_ADDRESS_4_LINES;
sCommand.AddressSize = QSPI_ADDRESS_32_BITS;
sCommand.DataMode = QSPI_DATA_4_LINES;

注：这里以查询方式的API进行说明，DMA方式是一样的。

下面实现了一个页编程函数：

此时函数使用的指令0x34对应的W25Q256JV手册说明，注意红色方框位置：

【STM32H7教程】第79章 STM32H7的QSPI总线应用之驱动W25QXX（支持查询和MDMA）_引脚_12

左上角的1-4-4就是指令阶段使用1个IO，地址阶段使用4个IO，数据阶段也是使用4个IO，并且采用的4字节地址方式，反映到程序里面就是：

sCommand.InstructionMode = QSPI_INSTRUCTION_1_LINE;
sCommand.AddressMode = QSPI_ADDRESS_4_LINES;
sCommand.AddressSize = QSPI_ADDRESS_32_BITS;
sCommand.DataMode = QSPI_DATA_4_LINES;

注：这里以查询方式的API进行说明，DMA方式是一样的。

通过发送“扇区擦除命令+扇区地址”即可完成相应扇区的擦除，擦除的扇区大小是4KB。

此时函数使用的指令0x21对应的W25Q256JV手册说明，注意红色方框位置：

【STM32H7教程】第79章 STM32H7的QSPI总线应用之驱动W25QXX（支持查询和MDMA）_数据_13

左上角的1-1-1就是指令阶段使用1个IO，地址阶段使用1个IO，数据阶段也是使用1个IO，并且采用的4字节地址方式，反映到程序里面就是：

sCommand.InstructionMode = QSPI_INSTRUCTION_1_LINE;

 sCommand.AddressMode = QSPI_ADDRESS_1_LINES;

 sCommand.AddressSize = QSPI_ADDRESS_32_BITS;

sCommand.DataMode = QSPI_DATA_1_LINES;

注：这里以查询方式的API进行说明，DMA方式是一样的。

整个芯片的擦除可以通过擦除各个扇区来实现，也可以调用专门的整个芯片擦除指令实现。下面实现方法是发送整个芯片擦除命令实现：

此时函数使用的指令0xC7对应的W25Q256JV手册说明，注意红色方框位置：

【STM32H7教程】第79章 STM32H7的QSPI总线应用之驱动W25QXX（支持查询和MDMA）_#define_14

左上角的1-1-1就是指令阶段使用1个IO，地址阶段使用1个IO，数据阶段也是使用1个IO，并且采用的4字节地址方式，反应到程序里面就是：

sCommand.InstructionMode = QSPI_INSTRUCTION_1_LINE;
sCommand.AddressMode = QSPI_ADDRESS_1_LINES;
sCommand.AddressSize = QSPI_ADDRESS_32_BITS;
sCommand.DataMode = QSPI_DATA_1_LINES;

擦除用不到数据阶段，sCommand.DataMode  = QSPI_DATA_NONE即可。

注：这里以查询方式的API进行说明，DMA方式是一样的。

通过内存映射模式，就可以像使用内部Flash一样使用W25QXX，代码实现如下：

此时函数使用的指令0xEC对应的W25Q256JV手册说明，注意红色方框位置：

【STM32H7教程】第79章 STM32H7的QSPI总线应用之驱动W25QXX（支持查询和MDMA）_#define_15

左上角的1-4-4就是指令阶段使用1个IO，地址阶段使用4个IO，数据阶段也是使用4个IO，采用的4字节地址方式，反应到程序里面就是：

sCommand.InstructionMode = QSPI_INSTRUCTION_1_LINE;
sCommand.AddressMode = QSPI_ADDRESS_4_LINES;
sCommand.AddressSize = QSPI_ADDRESS_32_BITS;
sCommand.DataMode = QSPI_DATA_4_LINES;

如果使用MDMA方式的话，可以使用TCM RAM，此时不用考虑Cache问题。如果使用的是其它RAM空间，要考虑Cache问题。因为MDMA和CPU同时访问DMA缓冲造成的数据一致性问题，将这块空间关闭读Cache和写Cache，比如使用的AXI SRAM，这样可以方便大家做测试，测试通过后，再根据需要开启Cache。

W25QXX驱动文件bsp_qspi_w25q256.c主要实现了如下几个API供用户调用：

QSPI_ReadBuffer
QSPI_WriteBuffer
QSPI_EraseSector
QSPI_EraseChip
QSPI_MemoryMapped

函数原型：

void QSPI_ReadBuffer(uint8_t * _pBuf, uint32_t _uiReadAddr, uint32_t _uiSize);

函数描述：

此函数主要用于从QSPI Flash读取数据，支持任意大小，任意地址，不超过芯片容量即可（如果使用DMA方式，每次最大65536字节）。

函数参数：

第1个参数用于存储从QSPI Flash读取的数据。
第2个参数是读取地址，不可以超过芯片容量。
第3个参数是读取的数据大小，读取范围不可以超过芯片容量。

函数原型：

uint8_t QSPI_WriteBuffer(uint8_t *_pBuf, uint32_t _uiWriteAddr, uint16_t _usWriteSize);

函数描述：

页编程，页大小256字节，任意页都可以写入。注意使用前，务必保证相应页已经做了擦除操作。

函数参数：

第1个参数是源数据缓冲区。
第2个参数是目标区域首地址，即页首地址，比如0， 256, 512等。
第3个参数是数据个数，不能超过页面大小，范围1 – 256，单位字节个数。
返回值，返回1表示成功，返回0表示失败。

函数原型：

void QSPI_EraseSector(uint32_t _uiSectorAddr)

函数描述：

此函数主要用于扇区擦除，一个扇区大小是4KB。

函数参数：

第1个参数是扇区地址，比如擦除扇区0，此处填0x0000，擦除扇区1，此处填0x1000，擦除扇区2，此处填0x2000，以此类推。

函数原型：

void QSPI_EraseChip(void)

函数描述：

此函数主要用于整个芯片擦除。

函数原型：

void QSPI_MemoryMapped(void)

函数描述：

调用了此函数就可以像使用内部Flash一样使用外部Flash。

W25QXX移植步骤如下：

第1步：复制bsp_qspi_w25q256.c， bsp_qspi_w25q256.h到自己的工程目录，并添加到工程里面。
第2步：根据使用的QSPI引脚，时钟等，修改bsp_qspi_w25q256.c文件开头的宏定义。

根据使用的QSPI命令不同，容量不同等，修改bsp_qspi_w25q256.h头文件

第4步：如果使用MDMA方式的话，可以使用TCM RAM，此时不用考虑Cache问题。如果使用的是其它RAM空间，要考虑Cache问题。因为MDMA和CPU同时访问DMA缓冲造成的数据一致性问题，将这块空间关闭读Cache和写Cache，比如使用的AXI SRAM：

第5步：初始化QSPI。

第6步：QSPI Flash驱动主要用到HAL库的SPI驱动文件，简单省事些可以添加所有HAL库C源文件进来。
第7步：应用方法看本章节配套例子即可。

通过程序设计框架，让大家先对配套例程有一个全面的认识，然后再理解细节，本次实验例程的设计框架如下：

【STM32H7教程】第79章 STM32H7的QSPI总线应用之驱动W25QXX（支持查询和MDMA）_引脚_16

  第1阶段，上电启动阶段：

这部分在第14章进行了详细说明。

  第2阶段，进入main函数：

第1部分，硬件初始化，主要是MPU，Cache，HAL库，系统时钟，滴答定时器和LED。
第2部分，应用程序设计部分，实现QSPI Flash的查询和MDMA方式操作。

配套例子：

V7-029_QSPI读写例程，四线DMA方式，读每秒48MB（V1.1）

V7-059_QSPI读写例程，查询方式

实验目的：

学习QSPI Flash的读写测试例程

实验操作：

支持以下7个功能，用户通过电脑端串口软件发送数字1-6给开发板即可
printf(“请选择操作命令: “);
printf(“【1 - 读QSPI Flash, 地址:0x%X,长度:%d字节】 “, TEST_ADDR, TEST_SIZE);
printf(“【2 - 写QSPI Flash, 地址:0x%X,长度:%d字节】 “, TEST_ADDR, TEST_SIZE);
printf(“【3 - 写QSPI Flash前10KB空间, 全0x55】 “);
printf(“【4 - 读整个串行Flash, 测试读速度】 “);
printf(“【Z - 读取前1K，地址自动减少】 “);
printf(“【X - 读取后1K，地址自动增加】 “);
printf(“【Y - 擦除整个串行Flash，整片32MB擦除大概300秒左右】 “);
printf(“其他任意键 - 显示命令提示 “);

上电后串口打印的信息：

波特率，数据位 8，奇偶校验位无，停止位 1。

【STM32H7教程】第79章 STM32H7的QSPI总线应用之驱动W25QXX（支持查询和MDMA）_#define_17

程序设计：

  系统栈大小分配：

【STM32H7教程】第79章 STM32H7的QSPI总线应用之驱动W25QXX（支持查询和MDMA）_#define_18

  RAM空间用的DTCM：

【STM32H7教程】第79章 STM32H7的QSPI总线应用之驱动W25QXX（支持查询和MDMA）_数据_19

  硬件外设初始化

硬件外设的初始化是在 bsp.c 文件实现：

  MPU配置和Cache配置：

数据Cache和指令Cache都开启。配置了AXI SRAM区（本例子未用到AXI SRAM）和FMC的扩展IO区。

  每10ms调用一次按键处理：

按键处理是在滴答定时器中断里面实现，每10ms执行一次检测。

  主功能：

主程序实现如下操作：

启动一个自动重装软件定时器，每100ms翻转一次LED2。
支持以下7个功能，用户通过电脑端串口软件发送命令给开发板即可
printf(“【1 - 读QSPI Flash, 地址:0x%X,长度:%d字节】 “, TEST_ADDR, TEST_SIZE);
printf(“【2 - 写QSPI Flash, 地址:0x%X,长度:%d字节】 “, TEST_ADDR, TEST_SIZE);
printf(“【3 - 写QSPI Flash前10KB空间, 全0x55】 “);
printf(“【4 - 读整个串行Flash, 测试读速度】 “);
printf(“【Z - 读取前1K，地址自动减少】 “);
printf(“【X - 读取后1K，地址自动增加】 “);
printf(“【Y - 擦除整个串行Flash，整片32MB擦除大概300秒左右】 “);
printf(“其他任意键 - 显示命令提示 “);

配套例子：

V7-029_QSPI读写例程，四线DMA方式，读每秒48MB（V1.1）

V7-059_QSPI读写例程，查询方式

实验目的：

学习QSPI Flash的读写测试例程

实验操作：

支持以下7个功能，用户通过电脑端串口软件发送数字1-6给开发板即可
printf(“请选择操作命令: “);
printf(“【1 - 读QSPI Flash, 地址:0x%X,长度:%d字节】 “, TEST_ADDR, TEST_SIZE);
printf(“【2 - 写QSPI Flash, 地址:0x%X,长度:%d字节】 “, TEST_ADDR, TEST_SIZE);
printf(“【3 - 写QSPI Flash前10KB空间, 全0x55】 “);
printf(“【4 - 读整个串行Flash, 测试读速度】 “);
printf(“【Z - 读取前1K，地址自动减少】 “);
printf(“【X - 读取后1K，地址自动增加】 “);
printf(“【Y - 擦除整个串行Flash，整片32MB擦除大概300秒左右】 “);
printf(“其他任意键 - 显示命令提示 “);

上电后串口打印的信息：

波特率，数据位 8，奇偶校验位无，停止位 1。

【STM32H7教程】第79章 STM32H7的QSPI总线应用之驱动W25QXX（支持查询和MDMA）_引脚_20

程序设计：

  系统栈大小分配：

【STM32H7教程】第79章 STM32H7的QSPI总线应用之驱动W25QXX（支持查询和MDMA）_数据_21

  RAM空间用的DTCM：

【STM32H7教程】第79章 STM32H7的QSPI总线应用之驱动W25QXX（支持查询和MDMA）_#define_22

  硬件外设初始化

硬件外设的初始化是在 bsp.c 文件实现：

  MPU配置和Cache配置：

数据Cache和指令Cache都开启。配置了AXI SRAM区（本例子未用到AXI SRAM）和FMC的扩展IO区。

  每10ms调用一次按键处理：

按键处理是在滴答定时器中断里面实现，每10ms执行一次检测。

  主功能：

主程序实现如下操作：

启动一个自动重装软件定时器，每100ms翻转一次LED2。
支持以下7个功能，用户通过电脑端串口软件发送命令给开发板即可
printf(“【1 - 读QSPI Flash, 地址:0x%X,长度:%d字节】 “, TEST_ADDR, TEST_SIZE);
printf(“【2 - 写QSPI Flash, 地址:0x%X,长度:%d字节】 “, TEST_ADDR, TEST_SIZE);
printf(“【3 - 写QSPI Flash前10KB空间, 全0x55】 “);
printf(“【4 - 读整个串行Flash, 测试读速度】 “);
printf(“【Z - 读取前1K，地址自动减少】 “);
printf(“【X - 读取后1K，地址自动增加】 “);
printf(“【Y - 擦除整个串行Flash，整片32MB擦除大概300秒左右】 “);
printf(“其他任意键 - 显示命令提示 “);

本章节就为大家讲解这么多，实际应用中根据需要选择DMA和查询方式。

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