STM32硬件基础--QaudSPI总线读写片外FLASH（二）

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TM32F746的文档在介绍QaudSPI时，上来就说了三种工作模式：

图一

1、“间接”模式

2、状态轮询模式

3、内存映射模式

这是什么意思呢？本人当时读文档读到此处时，是一脸的懵逼。有了前一讲《STM32硬件基础--QaudSPI总线读写片外FLASH（一）》的基础，再来理解就容易多了。QSPI的这三种工作模式，是相对于ST MCU而言的，是为了简化MCU对QSPI器件（多为FLASH）而设立的。MCU针对FLASH主要就是做了两件事：一个是读写数据等收发命令，还有一个是：要经常查询FLASH的状态。比如写入数据，在写FLASH之前，必须先进行擦除，擦除需要时间，后续的写入命令必须等待擦除完成。怎么能知道是否擦除完成了呢？就得不断查询FLASH的状态。所以，常用的读写等命令就对应了上面的模式一：间接模式（ST MCU又把它具体分为间接写、间接读两种模式），而查询FLASH状态就对应了模式二：状态轮询。

至于模式三：内存映射模式，是为了简化读FLASH的操作。实际应用中，片外FLASH大多用于图片等静态数据存储，其写入是在烧写MCU时通过ST-LINK之类软件工具完成的。MCU运行时，基本上都是只从FLASH中读出数据。为了简化这个操作，可以使用模式三，将片外FLASH的地址映射到片内的地址空间（BANK1的起始地址为0x9000 0000），从而可以像访问片内地址一样来访问外部FLASH。不难理解，模式三只能用于读、不能写。（而且，映射的最大地址空间不能超过256MB。）

下面先来看看读数据的实现（代码下载地址：https://github.com/haidongqing/qspi-readflash）。我们采用四线快读方式：

图二

注意注解5：

图三

N25Q要求在这种读数据模式下，需要10个 Dummy clock cycles。时序图：

图四

发出read指令后，需要等待10个 Dummy cycles。在读操作之前，需要先对FLASH设置这个参数。在《STM32硬件基础--QaudSPI总线读写片外FLASH（一）》中提到，N25Q有2个配置寄存器：Nonvolatile Configuration Register 和 Volatile Configuration Register，前者是非易失的，后者是易失的，这里派上了用场，我们的方式是修改易失的 Volatile Configuration Register（代码中，MCU每次上电都要做这个操作）：先读出 Volatile Configuration Register 的值，设置 Dummy cycles，之后再写回 Volatile Configuration Register。

图五

因为涉及了FLASH的写操作，先要使能写操作、然后才能写。代码中专门有一个函数 QSPI_WriteEnable() 来使能“写”：

图六

FLASH的写使能状态保存在FLASH的状态寄存器 status register 中：

图七

写状态寄存器、对FLASH编程（写）、擦除时，需要使能写。发出使能写指令后，需要查询该指令是否顺利完成了，即前面提到的“模式二”。这里使用了一个函数：HAL_QSPI_AutoPolling()。查询时，我们只关心位于 bit1 的 Write enable latch 标志位是否被置1了，所以 sConfig 结构体（轮询模式参数配置）中，屏蔽字（.Mask）设为0x02（bit1有效），匹配目标（.Match）设为0x02。

完整的修改Status Resgister 的代码在函数 QSPI_DummyCyclesCfg() 中实现，然后读取FLASH数据：

图八

正确读出数据后，开发板上的LED慢闪；如出错，LED长亮。FLASH出厂时，数据全为0xFF。本实验中，先用预先提供的 set_01234.hex 文件烧写开发板、并复位运行，将在FLASH地址起始处写入 “0123456789” 十个字符，然后再运行上面例程，即可看到正确的读出结果。

再来看看模式三，内存映射模式下，如何读取FLASH数据，代码详见：https://github.com/haidongqing/qspi-readflash-mapped。

图九

核心是函数：HAL_QSPI_MemoryMapped()，在其内部使用参数 QSPI_FUNCTIONAL_MODE_MEMORY_MAPPED 调用了 QSPI_Config()，从而实现对模式三的设定：

/* Call the configuration function */

QSPI_Config(hqspi, cmd, QSPI_FUNCTIONAL_MODE_MEMORY_MAPPED);

然后按内部地址方式读出数据：

图十

MCU对片外FLASH的操作以读为主，到此，有关QSPI使用的关键点已经讲完了。有兴趣的同学，请继续下一讲：《QSPI如何写FLASH数据》。