使用STM32的SPI控制器，对外部的W25X16 FLASH（2M字节）芯片进行操作。本文中的波形为逻辑分析仪抓取的时序图。
以下是该FLASH芯片的命令表。
一、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）。
二、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
三、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。
四、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。
五、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。
六、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。
七、芯片擦除
擦除整个芯片，发送命令0xc7。
八、读数据
FLASH的读数据有三种方式：
1、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。
2、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。
3、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, 1D5, 1D3, 1D1)
( 2D7, 2D5, 2D3, 2D1)
MOSI 1 0 0 1 0 0 0 0 (1D6, 1D4, 1D2, 1D0)
(2D6, 2D4, 2D2, 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
利用逻辑分析仪抓取波形图，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。
文中的图片，不清晰，可以下载pdf版本，查看高清图片。
spi读取外部flash时序.pdf
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原文首发于骏的世界博客
作者：卢骏.
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