《MiniPRO H750开发指南》第四十六章 FATFS实验

第三十六章 QSPI实验​

本章，我们将介绍STM32H750的QSPI功能，并使用STM32H750自带的QSPI来实现对外部NOR FLASH的读写，并将结果显示在LCD模块上。​

本章分为如下几个小节：​

36.1 QSPI及NOR FLASH芯片简介​

36.2 硬件设计​

36.3 程序设计​

36.4 下载验证​

36.1 QSPI及NOR FLASH芯片简介​

36.1.1 QSPI简介 ​

QSPI是Quad SPI的缩写，是Motorola公司推出SPI接口后的一种扩展接口，较SPI应用更为广泛。在 SPI 协议的基础上，Motorola 公司对其功能进行了增加，增加了队列传输机制，推出了队列串行外围接口协议（即 QSPI 协议）。QSPI 是一种专用的通信接口，连接单、双或四（条数据线）SPI FLASH存储器。STM32H7具有QSPI接口，支持如下三种工作模式：​

1、间接模式：使用QSPI寄存器执行全部操作。​

2、状态轮询模式：周期性读取外部FLASH状态寄存器，当标志位置1时会产生中断（如​

擦除或烧写完成，产生中断）。​

3、内存映射模式：外部FLASH映射到微控制器地址空间，从而系统将其视作内部存储器。​

STM32H7的QSPI接口具有如下特点：​

• 支持三种工作模式：间接模式、状态轮询模式和内存映射模式。​
• 支持双闪存模式，可以并行访问两个FLASH，可同时发送/接收8位数据。​
• 支持SDR（单倍率速率）和DDR（双倍率速率）模式。​
• 针对间接模式和内存映射模式，完全可编程操作码。​
• 针对间接模式和内存映射模式，完全可编程帧格式。​
• 集成 FIFO，用于发送和接收。​
• 允许 8、16 和 32 位数据访问。​
• 具有适用于间接模式操作的DMA通道。​
• 在达到 FIFO 阈值、超时、操作完成以及发生访问错误时产生中断。​

36.1.1.1 QSPI框图​

STM32H7的QSPI单闪存模式的功能框图如图36.1.1.1.1所示：​

图36.1.1.1.1框图​

上图左边可以看到QSPI连接到64位 AXI 总线以及32位AHB总线上，此外还有5条QSPI的内部信号，如下表所示：​

表36.1.1.1.1 QSPI内部信号​

quadspi_ker_ck，用于通讯过程的时钟。可以选择的时钟源有：HCLK3（即AHP3）、PLL1Q、PLL2R和 PER_CK，实验中我们选择PLL2R。经过sys_stm32_clock_init函数的配置，PLL2R时钟频率为220MHZ。quadspi_ker_ck还需要经过一个分频器出来的时钟频率才作为QSPI的实际使用的时钟频率，该分频器的分频系数由QUADSPI_CR寄存器的PRESCALER[7:0]位设置，范围是：0~255。​

quadspi_hclk，用于操作QUADSPI寄存器的时钟。时钟源来自HCLK3，同样是经过sys_stm32_clock_init函数的配置，配置后HCLK3时钟频率为240MHZ。​

quadspi_it，中断请求信号线。在达到FIFO阈值、超时、操作完成以及发送访问错误时产生中断。​

quadsqp_ft_trg，达到FIFO阈值时触发MDMA请求。​

quadspi_tc_trg，操作完成时触发MDMA请求​

上图中间部分就是QUADSPI 内核。​

我们重点看看上图右边的QSPI接口引脚，通过6根线与SPI FLASH芯片连接，包括：4根数据线（IO0~3）、1根时钟线（CLK）和1根片选线（nCS），具体如下表所示：​

表36.1.1.1.2 QSPI接口引脚​

我们知道普通的SPI通信一般只有一根数据线（MOSI/MISO，发送/接收用），而QSPI则具有4根数据线，所以QSPI的速率至少是普通SPI的4倍，可以大大提高通信速率。如果使用双闪存模式，同时访问两个Quad-SPI Flash，速度可以再翻一番。我们开发板板载了一个Quad-SPI Flash，所以我们使用单闪存模式，双闪存模式就不具体介绍了，感兴趣请自行查看手册。​

接下来，我们给大家简单介绍一下STM32H7 QSPI接口的的几个重要知识点。​

36.1.1.2 QSPI命令序列​

QSPI 通过命令与FLASH通信，每条命令包括：指令、地址、交替字节、空指令和数据这五个阶段，任一阶段均可通过配置QUADSPI_CCR寄存器相关字段跳过，但至少要包含指令、地址、交替字节或数据阶段之一。​

nCS 在每条指令开始前下降，在每条指令完成后再次上升。QSPI四线模式下的读命令时序，如图36.1.1.2.1所示：​

图36.1.1.2.1四线模式下QSPI读命令时序​

从上图可以看出一次QSPI传输的5个阶段，接下来我们分别介绍。​

① 指令阶段​

此阶段通过QUADSPI_CCR[7:0]寄存器的INSTRUCTION字段指定一个8位指令发送到FLASH。注意，指令阶段，一般是通过IO0单线发送，但是也可以配置为双线/四线发送指令，可以通过QUADSPI_CCR[9:8]寄存器的IMODE[1:0]这两个位进行配置，如IMODE[1:0]=00，则表示无需发送指令。​

1. 地址阶段​ 此阶段可以发送1~4字节地址给FLASH芯片，指示要操作的地址。地址字节长度由QUADSPI_CCR[13:12]寄存器的ADSIZE[1:0]字段指定，0~3表示1~4字节地址长度。在间接模式和轮询模式下，待发送的地址由QUADSPI_AR寄存器指定。地址阶段同样可以以单线/双线/四线模式发送，通过QUADSPI_CCR[11:10]寄存器的ADMODE[1:0]这两个位进行配置，如ADMODE [1:0]=00，则表示无需发送地址。​
2. 交替字节（复用字节）阶段​此阶段可以发送1~4字节数据给FLASH芯片，一般用于控制操作模式。待发送的交替字节数由QUADSPI_CCR[17:16]寄存器的ABSIZE[1:0]位配置。待发送的数据由QUADSPI_ABR寄存器中指定。交替字节同样可以以单线/双线/四线模式发送，通过QUADSPI_CCR[15:14]寄存器的ABMODE[1:0]这两个位配置，ABMODE[1:0]=00，则跳过交替字节阶段。​
3. 空指令周期阶段​在空指令周期阶段，在给定的1~31个周期内不发送或接收任何数据，目的是当采用更高的时钟频率时，给FLASH芯片留出准备数据阶段的时间。这一阶段中给定的周期数由QUADSPI_CCR[22:18]寄存器的DCYC[4:0]位配置。 若DCYC为零，则跳过空指令周期阶段，命令序列直接进入下一个阶段。​
4. 数据阶段​

此阶段可以从FLASH读取/写入任意字节数量的数据。在间接模式和自动轮询模式下，待发送/接收的字节数由QUADSPI_DLR寄存器指定。在间接写入模式下，发送到FLASH的数据必须写入QUADSPI_DR寄存器。在间接读取模式下，通过读取QUADSPI_DR寄存器获得从 FLASH接收的数据。数据阶段同样可以以单线/双线/四线模式发送，通过QUADSPI_CCR[25:24]寄存器的DMODE [1:0]这两个位进行配置，如DMODE [1:0]=00，则表示无数据。​

以上就是QSPI数据传输的5个阶段，其中交替字节阶段我们一般用不到，可以省略（通过设置ABMODE[1:0]=00）。​

另外说明一下，QUADSPI信号接口协议模式包括：单线SPI模式、双线SPI模式、四线SPI模式、SDR模式、DDR模式和双闪存模式。这些模式请大家自行参考官方手册。​

36.1.1.3 QSPI三种功能模式​

前面已经提到过QSPI的三种功能模式：间接模式、状态标志轮询模式和内存映射模式。下面对这三个功能模式分别简单介绍。​

① 间接模式​

在间接模式下，通过写入QUADSPI寄存器来触发命令，通过读写数据寄存器来传输数据。​

当FMODE=00 (QUADSPI_CCR[27:26])时，QUADSPI处于间接写入模式，在数据阶段，将数据写入数据寄存器(QUADSPI_DR)，即可写入数据到FLASH。​

当FMODE=01时，QUADSPI处于间接读取模式，在数据阶段，读取QUADSPI_DR寄存器，即可读取FLASH里面的数据。 ​

读/写字节数由数据长度寄存器(QUADSPI_DLR)指定。当QUADSPI_DLR=0xFFFFFFFF时，则数据长度视为未定义，QUADSPI 将持续传输数据，直到到达FLASH结尾（FLASH容量由 QUADSPI_DCR[20:16]寄存器的FSIZE[4:0]位定义）。如果不传输任何数据，则DMODE[1:0] (QUADSPI_CCR[25:24])应设置为00。 ​

当发送或接收的字节数（数据量）达到编程设定值时，如果TCIE=1，则TCF置1并产生中断。在数据量不确定的情况下，将根据FSIZE[4:0]定义的FLASH大小，在达到外部SPI FLASH的限制时，TCF置1。​

在间接模式下有三种触发命令启动的方式，分别是：​

（1）当不需要发送地址（ADMODE[1:0]==00）和数据（DMODE[1:0]==00）时，对INSTRUCTION[7:0]（QUADSPI_CCR[7:0]）执行写入操作。​

（2）当需要发送地址（ADMODE[1:0]!=00），但不需要发送数据（DMODE[1:0]==00），对ADDRESS[31:0]（QUADSPI_AR）执行写入操作。​

（3）当需要发送地址（ADMODE[1:0]!=00）和数据（DMODE[1:0]!=00）时，对DATA[31:0] （QUADSPI_DR）执行写入操作。​

如果命令启动，BUSY位（QUADSPI_SR的第5位）将自动置1。​

②状态标志轮询模式​

将FMODE字段(QUADSPI_CCR[27:26]) 设置为10，使能状态标志轮询模式。在此模式下，将发送编程的帧并周期性检索数据。每帧中读取的最大数据量为4字节。如果QUADSPI_DLR请求更多的数据，则忽略多余部分并仅读取4个字节。在 QUADSPI_PISR 寄存器指定周期性。​

在检索到状态数据后，可在内部进行处理，以达到以下目的：​

（1）将状态匹配标志位置 1，如果使能，还将产生中断.​

（2）自动停止周期性检索状态字节。​

接收到的值可通过存储于QUADSPI_PSMKR寄存器中的值来进行屏蔽，并与存储在 QUADSPI_PSMAR寄存器中的值进行或运算或与运算。​

若是存在匹配，则状态匹配标志置1，并且在使能了中断的情况下还将产生中断；如果AMPS 位置1，则QUADSPI自动停止。​

在任何情况下，最新的检索值都在QUADSPI_DR中可用。​

1. 内存映射模式​

在配置为内存映射模式时，外部FLASH器件被视作内部存储器，只是存在访问延迟。在该模式下，仅允许对外部 FLASH 执行读取操作。将QUADSPI_CCR寄存器中的FMODE设置为11可进入内存映射模式。当主器件访问存储器映射空间时，将发送已编程的指令和帧。另外数据长度寄存器（QUADSPI_DLR）在内存映射模式中无意义。​

QUADSPI外设若没有正确配置并使能，禁止访问QUADSPI Flash的存储区域。即使FLASH容量更大，寻址空间也无法超过256MB。如果访问的地址超出FSIZE定义的范围但仍在256MB 范围内，则生成总线错误。此错误的影响具体取决于尝试进行访问的总线主器件：​

（1）如果为Cortex® CPU，则会在使能总线故障时发生总线故障异常，在禁止总线故障时发生硬性故障(hard fault) 异常。​

（2）如果为 DMA，则生成 DMA传输错误，并自动禁用相应的 DMA 通道。​

内存映射模式支持字节、半字和字访问类型，并支持芯片内执(XIP)操作，QUADSPI接受下一个微控制器访问并提前加载后面地址中的字节。如果之后访问的是连续地址，由于值已经预取，访问将更快完成。​

默认情况下，即便在很长时间内不访问FLASH，QUADSPI也不会停止预取操作，之前的读取操作将保持激活状态并且 nCS 保持低电平。由于 nCS保持低电平时，FLASH 功耗增加，应用程序可能会激活超时计数器(TCEN = 1, QUADSPI_CR 的位 3)。从而在 FIFO中写满预取的数据后，若在 TIMEOUT[15:0] (QUADSPI_LPTR) 个周期的时长内没有访问，则释放 nCS。BUSY在第一个存储器映射访问发生时变为高电平。由于进行预取操作，BUSY在发生超时、中止或外设禁止前不会下降。​

36.1.1.4 QSPI FLASH配置​

SPI FLASH芯片的相关参数通过器件配置寄存器 (QUADSPI_DCR) 来进行设置。寄存器QUADSPI_DCR[20:16]的FSIZE[4:0]这5个位，用于指定外部存储器的大小，计算公式为：​

Fcap=2^^[FSIZE+1]​

FSIZE+1是对Flash寻址所需的地址位数。Fcap表示FLASH的容量，单位为字节，在间接模式下，最高支持4GB（使用32位进行寻址）容量的FLASH芯片。但是在内存映射模式下的可寻址空间限制为256MB。​

QSPI连续执行两条命令时，它在两条命令之间将片选信号 (nCS) 置为高电平默认仅一个 CLK周期。某些FLASH需要命令之间的时间更长，可以通过寄存器QUADSPI_DCR[10:8]的CSHT[2:0]（选高电平时间）这3个位设置高电平时长：0~7表示1~8个时钟周期（最大为8）。 ​

时钟模式，用于指定在nCS为高电平时，CLK的时钟极性。通过寄存器QUADSPI_DCR[0]的CKMODE位指定：当CKMODE=0时，CLK在nCS为高电平期间保持低电平，称之为模式0；当CKMODE=1时，CLK在nCS为高电平期间保持高电平，称之为模式3。​

36.1.1.5 QUADSPI寄存器​

• QUADSPI控制寄存器（QUADSPI_CR）​QUADSPI控制寄存器描述如图36.1.1.5.1所示：​



• 
  图36.1.1.5.1 QUADSPI_CR寄存器​
  该寄存器我们只关心需要用到的一些位（下同），首先是PRESCALER[7:0]，用于设置AHB时钟预分频器：0~255，表示0~256分频。我们使用的W25Q128最大支持104Mhz的时钟，这里我们设置PRESCALER=2，即3分频，得到QSPI时钟为72Mhz（216/3）。​
  FTHRES[4:0]，用于设置FIFO阈值，范围为0~31，表示FIFO的阈值为1~32字节。​
  FSEL位，用于选择FLASH，我们的W25Q128连接在STM32H7的QSPI BK1上面，所以设置此位为0即可。​
  DFM位，用于设置双闪存模式，我们用的是单闪存模式，所以设置此位为0即可。​
  SSHIFT位，用于设置采样移位，默认情况下，QSPI接口在FLASH驱动数据后过半个CLK 周期开始采集数据。使用该位，可考虑外部信号延迟，推迟数据采集。我们一般设置此位为1，移位半个周期采集，确保数据稳定。​
  ABORT位，用于终止QSPI的当前传输，设置为1即可终止当前传输，在读写FLASH数据的时候，可能会用到。​
  EN位，用于控制QSPI的使能，我们需要用到QSPI接口，所以必须设置此位为1。​
• QUADSPI器件配置寄存器（QUADSPI_ DCR）​QUADSPI器件配置寄存器描述如图36.1.1.5.2所示：​



• 
  图36.1.1.5.2 QUADSPI_ DCR寄存器​
  该寄存器可以设置FLASH芯片的容量（FSIZE）、片选高电平时间（CSHT）和时钟模式（CKMODE）等，这些位的设置说明见前面的36.1.1.4小节有详细讲解。​
• QUADSPI状态寄存器（QUADSPI_ SR）​QUADSPI状态寄存器描述如图36.1.1.5.3所示：​



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  图36.1.1.5.3 QUADSPI_ SR寄存器​
  BUSY位，指示操作是否忙。当该位为1时，表示QSPI正在执行操作。在操作完成或者FIFO为空的时候，该位自动清零。​
  FTF位，表示FIFO是否到达阈值。在间接模式下，若达到FIFO阈值，或从FLASH读取完成后，FIFO中留有数据时，该位置1。只要阈值条件不再为“真”，该位就自动清零。​
  TCF位，表示传输是否完成。在间接模式下，当传输的数据数量达到编程设定值，或在任何模式下传输中止时，该位置1。向QUADSPI_FCR寄存器的CTCF位写1，可以清零此位。​
• QUADSPI标志清零寄存器（QUADSPI_ FCR）​QUADSPI标志清零寄存器描述如图36.1.1.5.4所示：​



• 
  图36.1.1.5.4 QUADSPI_ FCR寄存器​
  该寄存器，我们一般只用到CTCF位，用于清除QSPI的传输完成标志。​
• QUADSPI通信配置寄存器（QUADSPI_ CCR）​

QUADSPI通信配置寄存器描述如图36.1.1.5.5所示：​

图36.1.1.5.5 QUADSPI_ CCR寄存器​

DDRM位，用于设置双倍率模式（DDR），我们没用到双倍率模式，所以设置此位为0。​

SIOO位，用于设置指令是否只发送一次，我们需要每次都发送指令，所以设置此位为0。​

FMODE[1:0]，这两个位用于设置功能模式：00，间接写入模式；01，间接读取模式；10，自动轮询模式；11，内存映射模式；我们使用间接模式，所以此位根据需要设置为00/01。​

DMODE[1:0]，这两个位用于设置数据模式：00，无数据；01，单线传输数据；10，双线传输数据；11，四线传输数据；我们一般设置为00/11。​

DCYC[4:0]，这5个位用于设置空指令周期数，可以控制空指令阶段的持续时间，设置范围为：0~31。设置为0，则表示没有空指令周期。​

ABMODE[1:0]，这两个位用于设置交替字节模式，我们一般设置为0，表示无交替字节。​

ADMODE[1:0]，这两个位用于设置地址模式：00，无地址；01，单线传输地址；10，双线传输地址；11，四线传输地址；我们一般设置为00/11。​

IMODE[1:0]，这两个位用于设置指令模式：00，无指令；01，单线传输指令；10，双线传输指令；11，四线传输指令；我们一般设置为00/11。​

INSTRUCTION[7:0]，这8个位用于设置将要发送给FLASH的指令。​

注意，以上这些位的配置，都必须在QUADSPI_SR寄存器的BUSY位为0时才可配置。​

接下来，我们看QSPI数据长度寄存器：QUADSPI_DLR，该寄存器为一个32位寄存器，可以设置的数据长度范围为：0~0XFFFFFFFF，当QUADSPI_DLR!=0XFFFFFFFF时，表示传输的字节长度（+1）；当QUADSPI_DLR==0XFFFFFFFF时，表示不限传输长度，直到到达由FSIZE定义的FLASH结尾。​

接下来，我们看QSPI地址寄存器：QUADSPI_AR，该寄存器为一个32位寄存器，用于指定发送到FLASH的地址。​

接下来，我们看QSPI数据寄存器：QUADSPI_DR，该寄存器为一个32位寄存器，用于指定与外部SPI FLASH设备交换的数据。该寄存器支持字、半字和字节访问。​

在间接写入模式下，写入该寄存器的数据在数据阶段发送到FLASH，在此之前则存储于FIFO，如果 FIFO 满了，则暂停写入，直到 FIFO 具有足够的空间接受要写入的数据才继续。​

在间接模式下，读取该寄存器可获得（通过FIFO）已从FLASH接收的数据。如果FIFO所含字节数比读取操作要求的字节数少，且BUSY=1，则暂停读取，直到足够的数据出现或传输完成才继续。​

36.1.2 NOR FLASH芯片简介 ​

NOR FLASH芯片有很多种芯片型号，在我们的norflash.h头文件中有定义芯片ID的宏定义，对应的就是不同型号的NOR FLASH芯片，比如有：W25Q128、BY25Q128、NM25Q128，它们是来自不同的厂商的同种规格的NOR FLASH芯片，内存空间都是128M字，即16M字节。它们的很多参数、操作都是一样的，所以我们的实验都是兼容它们的。​

由于这么多的芯片我们就不一一进行介绍了，就拿其中一款型号进行介绍即可，其他的型号都是类似的。​

W25Q128是一款大容量SPI FLASH产品，其容量为16M。它将16M字节的容量分为256个块(Block)，每一个块大小为64K字节，每个块又分为16个扇区(Sector)，每一个扇区16页，每页256个字节，即每个扇区4K字节。W25Q128的最小擦除单位为一个扇区，也就是每次必须擦除4K个字节。这样我们需要给W25Q128开辟一个至少4K的缓存区，这样对SRAM要求比较高，要求芯片必须有4K以上SRAM才能很好的操作。​

W25Q128的擦写周期多达10W次，具有20年的数据保存期限，支持电压为2.7~3.6V，W25Q128支持标准的SPI，还支持双输出/四输出SPI和QPI（QPI即QSPI），最高时钟频率可达104Mhz（双输出时相当于208Mhz，四输出时相当于416M），本实验我们将使用STM32H7的QSPI接口来实现对W25Q128的驱动。​

接下来，我们介绍一下本实验驱动W25Q128需要用到的一些指令，如表36.1.2.1所示：​

1，在QPI模式下dummy时钟的个数，由读参数控制位P[5:4]位控制。​

2，传输的数据量，只要不停的给时钟就可以持续传输，对W25X_PageProgram指令，则单次传输最多不超过256字节，否则将覆盖之前写入的数据。​

表36.1.2.1 W25Q128指令​

上表列出了本章我们驱动W25Q128所需要用到的所有指令和对应的参数，注意SPI模式和QPI模式下时钟数的区别，可知QPI模式比SPI模式所需要的时钟数少的多，所以速度也快得多。接下来我们简单介绍一下这些指令。​

首先，前面6个指令，是用来读取/写入状态寄存器1~3的。在读取的时候，读取S23~S0的数据，在写入的时候，写入S23~S0。而S23~S0则由三部分组成：S23~S16，S15~S8，S7~S0即状态寄存器3、2、1，如表36.1.2.2所示：​

表36.1.2.2 W25Q128状态寄存器​

这三个状态寄存器，我们只关心我们需要用到的一些位：ADS、QE和BUSY位。其他位的说明，请看W25Q128的数据手册。​

ADS位，表示W25Q128当前的地址模式，是一个只读位，当ADS=0的时候，表示当前是3字节地址模式，当ADS=1的时候，表示当前是4字节地址模式，我们需要使用4字节地址模式，所以在读取到该位为0的时候，必须通过W25X_Enable4ByteAddr指令，设置为4字节地址模式。​

QE位，用于使能4线模式（Quad），此位可读可写，并且是可以保存的（掉电后可以继续保持上一次的值）。在本章，我们需要用到4线模式，所以在读到该位为0的时候，必须通过W25X_WriteStatusReg2指令设置此位为1，表示使能4线模式。​

BUSY位，用于表示擦除/编程操作是否正在进行，当擦除/编程操作正在进行时，此位为1，此时W25Q128不接受任何指令，当擦除/编程操作完成时，此位为0。此位为只读位，我们在执行某些操作的时候，必须等待此位为0。​

W25X_ManufactDeviceID指令，用于读取W25Q128的ID，可以用于判断W25Q128是否正常。对于W25Q128来说：MF[7:0]=0XEF，ID[7:0]=0X18。​

W25X_EnterQPIMode指令，用于设置W25Q128进入QPI模式。上电时，W25Q128默认是SPI模式，我们需要通过该指令设置其进入QPI模式。注意：在发送该指令之前，必须先设置状态寄存器2的QE位为1！！​

W25X_Enable4ByteAddr指令，用于设置W25Q128进入4字节地址模式。当读取到ADS位为0的时候，我们必须通过此指令将W25Q128设置为4字节地址模式，否则将只能访问16MB的地址空间。​

W25X_SetReadParam指令，可以用于设置读参数控制位P[5:4]，这两个位的描述如表36.1.2.3所示：​

表36.1.2.3 W25Q128读参数控制位​

为了让W25Q128可以工作在最大频率下，我们这里设置P[5:4]=11，即可工作在104Mhz的时钟频率下。此时，读取数据时的dummy时钟个数为8个（参见W25X_FastReadData指令）。​

W25X_WriteEnable指令，用于设置W25Q128写使能。在执行擦除、编程、写状态寄存器等操作之前，都必须通过该指令，设置W25Q128写使能，否则无法写入。​

W25X_FastReadData指令，用于读取FLASH数据，在发送完该指令以后，就可以读取W25Q128的数据了。该指令发送完成后，我们可以持续读取FLASH里面的数据，只要不停的给时钟，就可以不停的读取数据。 ​

W25X_PageProgram指令，用于编程FLASH（写入数据到FLASH），该指令发送完成后，最多可以一次写入256字节到W25Q128，超过256字节则需要多次发送该指令。​

W25X_SectorErase指令，用于擦除一个扇区（4KB）的数据。因为FLASH具有只可以写0，不可以写1的特性，所以在写入数据的时候，一般需要先擦除（归1），再写。W25Q128的最小擦除单位为一个扇区（4KB）。该指令在写入数据的时候，经常要有用。​

W25X_ChipErase指令，用于全片擦除W25Q128。​

为了在程序上方便使用，我们把FLASH芯片的常用指令编码定义为宏定义的形式，存放在norflash.h文件中。​

36.2 硬件设计​

1. 例程功能​

通过KEY1按键来控制norflash的写入，通过按键KEY0来控制norflash的读取。并在LCD模块上面显示相关信息。我们还可以通过USMART控制读取norflash的ID、擦除某个扇区或整片擦除。LED0闪烁用于提示程序正在运行。​

2. 硬件资源​

1）RGB灯​

RED ：LED0 - PB4 ​

2）串口1(PA9/PA10连接在板载USB转串口芯片CH340上面)​

3）正点原子2.8/3.5/4.3/7/10寸TFTLCD模块(仅限MCU屏，16位8080并口驱动)​

4）独立按键 ：KEY0 - PA1、KEY1 - PA15​

5）QSPI(PB2/PB6/PD11/PD12/PD13/PE2)​

6）norflash(QSPI FLASH芯片，连接在QSPI接口上)​

3. 原理图​

板载的QSPI FLASH芯片与STM32H750的连接关系，如下图所示：​

图36.2.1 QSPI FLASH芯片与STM32H750连接示意图​

本实验支持多种型号的QSPI FLASH芯片，比如：BY25Q128/NM25Q128/W25Q128等等，具体请看norflash.h文件的宏定义，程序上只需要稍微修改一下，后面讲解程序的时候会说到。​

36.3 程序设计​

36.3.1 QSPI的HAL库驱动​

QSPI在HAL库中的驱动代码在stm32h7xx_hal_qspi.c文件（及其头文件）中。​

1. HAL_QSPI_Init函数​

QSPI的初始化函数，其声明如下：​

HAL_StatusTypeDef HAL_QSPI_Init(QSPI_HandleTypeDef *hqspi);

• 函数描述：​用于初始化QSPI。​
• 函数形参：​形参1是QSPI_HandleTypeDef结构体类型指针变量，其定义如下：​

typedef struct​
{​
QUADSPI_TypeDef  *Instance;  /* QSPI寄存器基址 */ ​
 QSPI_InitTypeDef  Init;  /* QSPI参数配置结构体 */ ​
 uint8_t  *pTxBuffPtr;  /* 要发送数据的地址 */ ​
 __IO uint16_t  TxXferSize;  /* 要发送数据的大小 */ ​
 __IO uint16_t  TxXferCount;  /* 剩余要发送数据的个数 ​
 uint8_t  *pRxBuffPtr;  /* 要接收数据的地址 */ ​
 __IO uint16_t  RxXferSize;  /* 要接收数据的大小 */ ​
 __IO uint16_t  RxXferCount;  /* 剩余要接收数据的个数 ​
 DMA_HandleTypeDef  * hmdma;   /* DMA配置结构体 ​
 __IO HAL_LockTypeDef  Lock;  /* 锁对象 */ ​
 __IO HAL_QSPI_StateTypeDef  State;  /* QSPI通信状态 */ ​
 __IO uint32_t  ErrorCode;  /* 错误代码 */ ​
 uint32_t  Timeout;  /* 配置QSPI内存访问超时时间 */ ​
}QSPI_HandleTypeDef;

• 1) Instance：用于设置QSPI寄存器基地址，设置为QUADSPI即可，这个官方已经为我们做好了宏定义。2) Init：用于设置QSPI的相关参数，QSPI_InitTypeDef结构体下面再进行详细讲解。3) pTxBuffPtr、TxXferSize和TxXferCount：分别用于设置 QSPI 发送缓冲指针、发送数据量和发送剩余数据量。4) pRxBuffPtr、RxXferSize和RxXferCount：分别用于设置接收缓冲指针、接收数据量和接收剩余数据量。5) hmdma：用于配置相关的 DMA 参数。6) Lock：用于分配锁资源，可选择 HAL_UNLOCKED 或者是 HAL_LOCKED两个参数。7) State：用于存放通讯过程中的工作状态。8) ErrorCode：通过该参数，用户可以了解到QSPI通讯过程中通信失败的原因。9) Timeout：用于设置超时时间。QSPI访问时间一旦超出 Timeout这个变量值，那么ErrorCode成员变量就会被赋值为HAL_QSPI_ERROR_TIMEOUT，表示操作超时。下面重点来了解QSPI_InitTypeDef结构体的内容，其定义如下：

typedef struct
{
 uint32_t ClockPrescaler;   /* 时钟预分频系数 
 uint32_t FifoThreshold;   /* 设置FIFO阈值级别 */ 
 uint32_t SampleShifting;   /* 设置采样移位 */
 uint32_t FlashSize;   /* 设置FLASH大小 */ 
 uint32_t ChipSelectHighTime;   /* 设置片选高电平时间 */
 uint32_t ClockMode;   /* 设置时钟模式 */ 
 uint32_t FlashID;   /* 闪存ID，第一片还是第二片 */ 
 uint32_t DualFlash;   /* 双闪存模式设置 */ 
}QSPI_InitTypeDef;

• 
  1) ClockPrescaler：用于设置预分频系数，对应QUADSPI_CR寄存器的PRESCALER[7:0]位，取值范围是 0~255。仅可在 BUSY = 0 时修改该字段。
  2) FifoThreshold：用于设置FIFO阈值级别，可设置范围为 0~31，对应QUADSPI_CR寄存器的FTHRES[4:0]位。
  3) SampleShifting：用于设置采样移位，对应QUADSPI_CR寄存器的SSHIFT位。使用该位是考虑到外部信号延迟时，推迟数据采样。可以取值QSPI_SAMPLE_SHIFTING_NONE（即0）：不发生移位；QSPI_SAMPLE_SHIFTING_HALFCYCLE（即1）：移位半个周期。在DDR模式下 (DDRM = 1)，固件必须确保SSHIFT = 0。
  4) FlashSize：用于设置FLASH大小，对应QUADSPI_ DCR寄存器的FSIZE[4:0]位，可设置的范围是：0到31之间的整数。FLASH 中的字节数= 2 ^[FSIZE+1]。在间接模式下，FLASH容量最高可达4GB（使用 32 位进行寻址），但在内存映射模式下的可寻址空间限制为256MB。
  5) ChipSelectHighTime：用于设置片选高电平时间，取值范围：QSPI_CS_HIGH_TIME_1_CYCLE ~ QSPI_CS_HIGH_TIME_8_CYCLE，表示 1~8个周期，对应QUADSPI_DCR寄存器的CSHT[2:0]位。CSHT+1定义片选 (nCS) 在发送至 Flash 的命令之间必须保持高电平的最少CLK周期数。
  6) ClockMode：用于设置时钟模式，对应QUADSPI_DCR寄存器CKMODE位，指示 CLK在命令之间（nCS = 1 时）的电平，可以选择的参数是：QSPI_CLOCK_MODE_0（表示模式0）或者QSPI_CLOCK_MODE_3（表示模式3）。模式 0是：nCS为高电平（片选释放）时，CLK 必须保持低电平。模式3是：nCS 为高电平（片选释放）时，CLK 必须保持高电平。
  7) FlashID：用于选择Flash1或者Flash2，单闪存模式下选择QSPI_FLASH_ID_1（表示Flash1）。
  8) DualFlash：用于使能双闪存模式，QSPI_DUALFLASH_DISABLE：禁止双闪存模式；QSPI_DUALFLASH_ENABLE：使能双闪存模式。对应QUADSPI_CR寄存器DFM位。
• 函数返回值：​HAL_StatusTypeDef枚举类型的值。​
• 注意事项：​QSPI的MSP初始化函数HAL_QSPI_MspInit，该函数声明如下：​

void HAL_QSPI_MspInit(QSPI_HandleTypeDef *hqspi);

• 2. HAL_QSPI_Command函数QSPI设置命令配置函数，其声明如下：

• HAL_StatusTypeDef HAL_QSPI_Command(QSPI_HandleTypeDef *hqspi, 
QSPI_CommandTypeDef *cmd, uint32_t Timeout);

• 函数描述：​该函数用来配置QSPI命令。​
• 函数形参：​形参1是QSPI_HandleTypeDef结构体类型指针变量。​形参2是QSPI_CommandTypeDef结构体类型指针变量，其定义如下：​

typedef struct​
{​
 uint32_t Instruction;  /* 指令 */ ​
 uint32_t Address;  /* 地址 */ ​
 uint32_t AlternateBytes;  /* 交替字节 */ ​
 uint32_t AddressSize;  /* 地址长度 */ ​
 uint32_t AlternateBytesSize;  /* 交替字节大小 */ ​
 uint32_t DummyCycles;  /* 控指令周期数 */ ​
 uint32_t InstructionMode;  /* 指令模式 */ ​
 uint32_t AddressMode;  /* 地址模式 */ ​
 uint32_t AlternateByteMode;  /* 交替字节模式 */ ​
 uint32_t DataMode;  /* 数据模式 */ ​
 uint32_t NbData;  /* 数据长度 */ ​
 uint32_t DdrMode;  /* 指定地址、备用字节和数据阶段的双数据速率模式 */ ​
 uint32_t DdrHoldHalfCycle;  /* 指定DDR模式下数据保持的周期 */ ​
 uint32_t SIOOMode;  /* 指定发送指令仅一次模式 */ ​
}QSPI_CommandTypeDef;

• 
  1) Instruction：设置通信指令，指定要发送到外部QSPI设备的指令，指令表定义在norflash.h里。
  2) Address：指定要发送到外部QSPI设备的地址，BUSY = 0 或 FMODE = 11（内存映射模式）时，将忽略写入该字段。在双闪存模式下，由于地址始终为偶地址，ADDRESS[0] 自动保持为“0”。
  3) AlternateBytes：指定要在地址后立即发送到外部QSPI设备的可选数据。
  4) AddressSize：定义地址长度，可以是8位，16位，24位或者32位。
  5) AlternateBytesSize：定义交替字节长度，可以是8位，16位，24位或者32位。
  6) DummyCycles：定义空指令阶段持续周期，SDR和DDR模式下，指定CLK周期数(0~31)。
  7) InstructionMode：用于指定指令阶段模式，如下四种：
  QSPI_INSTRUCTION_NONE：无指令；
  QSPI_INSTRUCTION_1_LINE：单线传输指令；
  QSPI_INSTRUCTION_2_LINES：双线传输指令；
  QSPI_INSTRUCTION_4_LINES：四线传输指令。
  8) AddressMode：指定地址模式，如下四种：
  QSPI_ADDRESS_NONE：无地址；QSPI_ADDRESS_1_LINE：单线传输地址；QSPI_ADDRESS_2_LINES：双线传输地址；QSPI_ADDRESS_4_LINES：四线传输地址。
  9) AlternateByteMode：指定交替字节模式，如下四种：
  QSPI_ALTERNATE_BYTES_NONE：无交替字节；
  QSPI_ALTERNATE_BYTES_1_LINE：单线传输交替字节；
  QSPI_ALTERNATE_BYTES_2_LINES：双线传输交替字节；
  QSPI_ALTERNATE_BYTES_4_LINES：四线传输交替字节。
  10) DataMode：指定数据模式，如下四种：
  QSPI_DATA_NONE：无数据；QSPI_DATA_1_LINE：单线传输数据；QSPI_DATA_2_LINES：双线传输数据；QSPI_DATA_4_LINES：四线传输数据。
  11) NbData：用于设置数据长度，在间接模式和状态轮询模式下待检索的数据数量（值 + 1）。对状态轮询模式应使用不大于 3 的值（表示 4 字节）。
  12) DdrMode：为地址、交替字节和数据阶段设置 DDR 模式，可以选择的值是：
  QSPI_DDR_MODE_DISABLE：禁止 DDR 模式；
  QSPI_DDR_MODE_ENABLE：使能DDR 模式。
  13) DdrHoldHalfCycle：用于设置 DDR 模式下数据输出延迟 1/4 个 QUADSPI 输出时钟周期，可选值如下：
  QSPI_DDR_HHC_ANALOG_DELAY：使用模拟延迟来延迟数据输出；
  QSPI_DDR_HHC_HALF_CLK_DELAY：数据输出延迟 1/4 个 QUADSPI 输出时钟周期。
  14) SIOOMode：设置是否开启仅发送指令一次模式，可选值如下：
  QSPI_SIOO_INST_EVERY_CMD：在每个事务中发送指令；
  QSPI_SIOO_INST_ONLY_FIRST_CMD：仅为第一条命令发送指令。
  形参3用于设置超时时间。
• 函数返回值：​HAL_StatusTypeDef枚举类型的值。​3. HAL_QSPI_Receive函数​QSPI接收数据函数，其声明如下：​

HAL_StatusTypeDef HAL_QSPI_Receive(QSPI_HandleTypeDef *hqspi, ​
uint8_t *pData, uint32_t Timeout);

• 函数描述：​该函数用来接收数据。​
• 函数形参：​形参1是QSPI_HandleTypeDef结构体类型指针变量。​
  形参2是uint8_t类型指针变量，存放接收数据缓冲区指针。 ​
  形参3设置操作超时时间。​
• 函数返回值：​HAL_StatusTypeDef枚举类型的值。​4. HAL_QSPI_Transmit函数​QSPI发送数据函数，其声明如下：​

HAL_StatusTypeDef HAL_QSPI_Transmit (QSPI_HandleTypeDef *hqspi, ​
uint8_t *pData, uint32_t Timeout);

• 函数描述：​该函数用来发送数据。​
• 函数形参：​形参1是QSPI_HandleTypeDef结构体类型指针变量。​
  形参2是uint8_t类型指针变量，存放发送数据缓冲区指针。 ​
  形参3设置操作超时时间。​
• 函数返回值：​

HAL_StatusTypeDef枚举类型的值。​

QSPI初始化配置步骤 ​

1）开启QSPI接口和相关IO的时钟，设置IO口的复用功能。​

要使用QSPI，肯定要先开启其时钟（由AHB3ENR控制），然后根据我们使用的QSPI IO口，开启对应IO口的时钟，并初始化相关IO口的复用功能（选择QSPI复用功能）。 ​

QSPI时钟使能方法为：​

__HAL_RCC_QSPI_CLK_ENABLE(); /* 使能QSPI时钟 */

这里大家要注意，和其他外设处理方法一样，HAL库提供了QSPI的初始化回调函数HAL_QSPI_MspInit，一般用来编写与MCU相关的初始化操作。时钟使能和IO口初始化一般在回调函数中编写。​

2）设置QSPI相关参数。​

此部分需要设置两个寄存器：QUADSPI_CR和QUADSPI_DCR，控制QSPI的时钟、片选参数、FLASH容量和时钟模式等参数，设定SPI FLASH的工作条件。最后，使能QSPI，完成对QSPI的初始化。HAL库中设置QSPI相关参数函数为HAL_QSPI_Init，该函数声明为：​

HAL_StatusTypeDef HAL_QSPI_Init(QSPI_HandleTypeDef *hqspi);

QSPI_HandleTypeDef结构体这些成员变量是用来配置QUADSPI_CR寄存器和QUADSPI_DCR寄存器相应位，大家可以结合这两个寄存器的位定义和结构体定义来理解。​

对于HAL_QSPI_Init函数使用范例请参考后面33.3软件设置部分程序源码。​

QSPI发送命令步骤 ​

1）等待QSPI空闲。​

在QSPI发送命令前，必须先等待QSPI空闲，通过判断QUADSPI_SR寄存器的BUSY位为0，来确定。 ​

2）设置命令参数。​

此部分主要是通过通信配置寄存器（QUADSPI_CCR）设置，将QSPI配置为：每次都发送指令、间接写模式，根据具体需要设置：指令、地址、空周期和数据等的传输位宽等信息。如果需要发送地址，则配置地址寄存器（QUADSPI_AR）。​

在配置完成以后，即可启动发送。如果不需要传输数据，则需要等待命令发送完成（等待QUADSPI_SR寄存器的TCF位为1）。​

在HAL库中上述两个步骤是通过函数HAL_QSPI_Command来实现，该函数声明为：​

HAL_StatusTypeDef HAL_QSPI_Command(QSPI_HandleTypeDef *hqspi, ​
QSPI_CommandTypeDef *cmd, uint32_t Timeout);

QSPI读数据步骤 ​

1）设置数据传输长度。​

通过设置数据长度寄存器（QUADSPI_DLR），配置需要传输的字节数。 ​

2）设置QSPI工作模式并设置地址。​

因为要读取数据，所以，设置QUADSPI_CCR寄存器的FMODE[1:0]位为01，工作在间接读取模式。然后，通过地址寄存器（QUADSPI_AR），设置我们将要读取的数据的首地址。​

3）读取数据。​

在发送完地址以后，就可以读取数据了，不过要等待数据准备好，通过判断QUADSPI_SR寄存器的FTF和TCF位，当这两个位任意一个位为1的时候，我们就可以读取QUADSPI_DR寄存器来获取从FLASH读到的数据。​

最后，在所有数据接收完成以后，终止传输（ABORT），清除传输完成标志位（TCF）。 ​

HAL库中，读取数据是通过函数HAL_QSPI_Receive来实现的，该函数声明为：​

HAL_StatusTypeDef HAL_QSPI_Receive(QSPI_HandleTypeDef *hqspi, ​
uint8_t *pData, uint32_t Timeout);

在调用该函数读取数据之前，我们会先调用上个步骤讲解的函数HAL_QSPI_Command来指定读取数据的存放空间。​

QSPI写数据步骤 ​

1）设置数据传输长度。​

通过设置数据长度寄存器（QUADSPI_DLR），配置需要传输的字节数。 ​

2）设置QSPI工作模式并设置地址。​

因为要读取数据，所以，设置QUADSPI_CCR寄存器的FMODE[1:0]位为00，工作在间接写入模式。然后，通过地址寄存器（QUADSPI_AR），设置我们将要写入的数据的首地址。​

3）写入数据。​

在发送完地址以后，就可以写入数据了，不过要等待FIFO不满，通过判断QUADSPI_SR寄存器的FTF位，当这个位为1的时候，表示FIFO可以写入数据，此时往QUADSPI_DR写入需要发送的数据，就可以实现写入数据到FLASH。​

最后，在所有数据写入完成以后，终止传输（ABORT），清除传输完成标志位（TCF）。​

在HAL库中，QSPI发送数据是通过函数HAL_QSPI_Transmit来实现的，该函数声明为:​

HAL_StatusTypeDef HAL_QSPI_Transmit (QSPI_HandleTypeDef *hqspi, ​
uint8_t *pData, uint32_t Timeout);

同理，在调用该函数发送数据之前，我们会先调用HAL_QSPI_Command函数来指定要写入数据的存储地址信息。​

FLASH芯片初始化步骤 ​

1）使能QPI模式。​

因为我们是通过QSPI访问W25Q128的，所以先设置W25Q128工作在QPI模式下。通过FLASH_EnterQPIMode指令控制。注意：在该指令发送之前，必须先使能W25Q128的QE位。 ​

2）设置4字节地址模式。​

W25Q128上电后，一般默认是3字节地址模式，我们需要通FLASH_Enable4ByteAddr指令，设置其为四字节地址模式，否则只能访问16MB的地址空间。 ​

3）设置读参数。​

这一步，我们通过FLASH_SetReadParam指令，将P[5:4]设置为11，以支持最高速度访问W25Q128（8个dummy，104M时钟频率）。​

36.3.2 程序流程图​

图36.3.2.1 QSPI实验程序流程图​

36.3.3 程序解析​

1. QSPI驱动代码​

这里我们只讲解核心代码，详细的源码请大家参考光盘本实验对应源码。QSPI驱动源码包括两个文件：qspi.c和qspi.h。 ​

qspi.h头文件对QSPI相关引脚做了宏定义，该宏定义如下：​

/* QSPI 相关 引脚 定义 */​
#define QSPI_BK1_CLK_GPIO_PORT GPIOB​
#define QSPI_BK1_CLK_GPIO_PIN GPIO_PIN_2​
#define QSPI_BK1_CLK_GPIO_AF GPIO_AF9_QUADSPI​
#define QSPI_BK1_CLK_GPIO_CLK_ENABLE() ​
do{ __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE; }while(0) /* PB口时钟使能 */​

#define QSPI_BK1_NCS_GPIO_PORT GPIOB​
#define QSPI_BK1_NCS_GPIO_PIN GPIO_PIN_6​
#define QSPI_BK1_NCS_GPIO_AF GPIO_AF10_QUADSPI​
#define QSPI_BK1_NCS_GPIO_CLK_ENABLE() ​
do{ __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE; }while(0) /* PB口时钟使能 */​

#define QSPI_BK1_IO0_GPIO_PORT GPIOD​
#define QSPI_BK1_IO0_GPIO_PIN GPIO_PIN_11​
#define QSPI_BK1_IO0_GPIO_AF GPIO_AF9_QUADSPI​
#define QSPI_BK1_IO0_GPIO_CLK_ENABLE() ​
 do{ __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE; }while(0) /* PD口时钟使能 */​

#define QSPI_BK1_IO1_GPIO_PORT GPIOD​
#define QSPI_BK1_IO1_GPIO_PIN GPIO_PIN_12​
#define QSPI_BK1_IO1_GPIO_AF GPIO_AF9_QUADSPI​
#define QSPI_BK1_IO1_GPIO_CLK_ENABLE() ​
do{ __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE; }while(0) /* PD口时钟使能 */​

#define QSPI_BK1_IO2_GPIO_PORT GPIOD​
#define QSPI_BK1_IO2_GPIO_PIN GPIO_PIN_13​
#define QSPI_BK1_IO2_GPIO_AF GPIO_AF9_QUADSPI​
#define QSPI_BK1_IO2_GPIO_CLK_ENABLE() ​
do{ __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE; }while(0) /* PD口时钟使能 */​

#define QSPI_BK1_IO3_GPIO_PORT GPIOE​
#define QSPI_BK1_IO3_GPIO_PIN GPIO_PIN_2​
#define QSPI_BK1_IO3_GPIO_AF GPIO_AF9_QUADSPI​
#define QSPI_BK1_IO3_GPIO_CLK_ENABLE() ​
do{ __HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE; }while(0) /* PE口时钟使能 */

注意这6个GPIO都是用到复用功能，对应引脚的复用功能情况请看《STM32H750VBT6.pdf》数据手册79页之后的端口复用功能表格。​

下面我们开始介绍qspi.c的程序，首先是QSPI接口初始化函数，其定义如下：​

/**​
 * @brief  初始化QSPI接口​
 * @param  无​
 * @retval  0, 成功; 1, 失败.​
 */​
uint8_t qspi_init(void)​
{​
 g_qspi_handle.Instance = QUADSPI; /* QSPI */​
/* QPSI分频比，BY25Q128最大频率为108M，所以此处应该为2，QSPI频率就为​
220/(1+1)=110MHZ稍微有点超频，可以正常就好，不行就只能降低频率 */​
 g_qspi_handle.Init.ClockPrescaler = 1;​
g_qspi_handle.Init.FifoThreshold = 4; /* FIFO阈值为4个字节 */​
/* 采样移位半个周期(DDR模式下,必须设置为0) */​
g_qspi_handle.Init.SampleShifting = QSPI_SAMPLE_SHIFTING_HALFCYCLE;​
/* SPI FLASH大小，BY25Q128大小为32M字节,2^25，所以取权值25-1=24 */​
g_qspi_handle.Init.FlashSize = 25-1; ​
/* 片选高电平时间为3个时钟(9.1*3=27.3ns),即手册里面的tSHSL参数 */ ​
 g_qspi_handle.Init.ChipSelectHighTime = QSPI_CS_HIGH_TIME_3_CYCLE; ​
 g_qspi_handle.Init.ClockMode = QSPI_CLOCK_MODE_3; /* 模式3 */​
 g_qspi_handle.Init.FlashID = QSPI_FLASH_ID_1; /* 第一片flash */​
 g_qspi_handle.Init.DualFlash = QSPI_DUALFLASH_DISABLE; /* 禁止双闪存模式 */​
 if(HAL_QSPI_Init(&g_qspi_handle) == HAL_OK) ​
 {​
 return 0; /* QSPI初始化成功 */​
 }​
 else​
 {​
 return 1;​
 }​
}

这里我们需要注意的是，QSPI的时钟源在sys_stm32_clock_init函数中已经选择了PLL2R（我们设置为220MHZ），这里就不需要再选择时钟源了，只需要选择预分频系数就可以确定QSPI的时钟频率。时钟模式选择模式3，在未进行任何操作时 CLK 升至高电平。我们用单闪存模式，FlashID要选择QSPI_FLASH_ID_1。​

我们用HAL_QSPI_MspInit函数来编写QSPI时钟和IO配置等代码，其定义如下：​

/**​
 * @brief  QSPI底层驱动,引脚配置，时钟使能​
 * @param  hqspi:QSPI句柄​
 * @note  此函数会被HAL_QSPI_Init()调用​
 * @retval  0, 成功; 1, 失败.​
 */​
void HAL_QSPI_MspInit(QSPI_HandleTypeDef *hqspi)​
{​
 GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct;​

 __HAL_RCC_QSPI_CLK_ENABLE(); /* 使能QSPI时钟 */​
 __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE(); /* GPIOB时钟使能 */​
 __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE(); /* GPIOD时钟使能 */​
 __HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE(); /* GPIOE时钟使能 */​

 gpio_init_struct.Pin = QSPI_BK1_NCS_GPIO_PIN;​
 gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP; /* 复用 */​
 gpio_init_struct.Pull = GPIO_PULLUP; /* 上拉 */​
 gpio_init_struct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH; /* 高速 */​
 gpio_init_struct.Alternate = GPIO_AF10_QUADSPI;  /* 复用为QSPI */​
 /* 初始化QSPI_BK1_NCS引脚 */​
HAL_GPIO_Init(QSPI_BK1_NCS_GPIO_PORT, &gpio_init_struct);​

 gpio_init_struct.Pin = QSPI_BK1_CLK_GPIO_PIN;​
 gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP; /* 复用 */​
 gpio_init_struct.Pull = GPIO_PULLUP; /* 上拉 */​
 gpio_init_struct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH; /* 高速 */​
 gpio_init_struct.Alternate = GPIO_AF9_QUADSPI; /* 复用为QSPI */​
/* 初始化QSPI_BK1_CLK引脚 */​
HAL_GPIO_Init(QSPI_BK1_CLK_GPIO_PORT, &gpio_init_struct); ​

gpio_init_struct.Pin = QSPI_BK1_IO0_GPIO_PIN;​
/* 初始化QSPI_BK1_IO0引脚 */​
 HAL_GPIO_Init(QSPI_BK1_IO0_GPIO_PORT, &gpio_init_struct); ​

gpio_init_struct.Pin = QSPI_BK1_IO1_GPIO_PIN;​
/* 初始化QSPI_BK1_IO1引脚 */​
 HAL_GPIO_Init(QSPI_BK1_IO1_GPIO_PORT, &gpio_init_struct); ​

gpio_init_struct.Pin = QSPI_BK1_IO2_GPIO_PIN;​
/* 初始化QSPI_BK1_IO2引脚 */​
 HAL_GPIO_Init(QSPI_BK1_IO2_GPIO_PORT, &gpio_init_struct); ​

gpio_init_struct.Pin = QSPI_BK1_IO3_GPIO_PIN;​
/* 初始化QSPI_BK1_IO3引脚 */​
 HAL_GPIO_Init(QSPI_BK1_IO3_GPIO_PORT, &gpio_init_struct); ​
}

这里初始化的6个引脚全部都要配置为复用功能模式，以及使能QSPI和相应IO时钟。​

接下来介绍QSPI发送命令函数，其定义如下：​

/**​
发送命令​
要发送的指令​
发送到的目的地址​
模式,详细位定义如下:​
指令模式;00,无指令;01,单线传输指令;10,双线传输指令;11,四线传输指令.​
地址模式;00,无地址;01,单线传输地址;10,双线传输地址;11,四线传输地址.​
地址长度;00,8位地址;01,16位地址; 10,24位地址; 11,32位地址.​
数据模式;00,无数据; 01,单线传输数据;10,双线传输数据;11,四线传输数据.​
空指令周期数​
无​
 */​
void qspi_send_cmd(uint8_t cmd, uint32_t addr, uint8_t mode, uint8_t dmcycle)​
{​
 QSPI_CommandTypeDef qspi_command_handle;​

 qspi_command_handle.Instruction = cmd;  /* 指令 */​
 qspi_command_handle.Address = addr;  /* 地址 */​
 qspi_command_handle.DummyCycles = dmcycle;  /* 设置空指令周期数 */​

 if(((mode >> 0) & 0x03) == 0)​
 qspi_command_handle.InstructionMode = QSPI_INSTRUCTION_NONE; /* 指令模式 */​
 else if(((mode >> 0) & 0x03) == 1)​
 qspi_command_handle.InstructionMode = QSPI_INSTRUCTION_1_LINE; /* 指令模式 */​
 else if(((mode >> 0) & 0x03) == 2)​
 qspi_command_handle.InstructionMode = QSPI_INSTRUCTION_2_LINES;/* 指令模式 */​
 else if(((mode >> 0) & 0x03) == 3)​
 qspi_command_handle.InstructionMode = QSPI_INSTRUCTION_4_LINES;/* 指令模式 */​

 if(((mode >> 2) & 0x03) == 0)​
 qspi_command_handle.AddressMode = QSPI_ADDRESS_NONE;  /* 地址模式 */​
 else if(((mode >> 2) & 0x03) == 1)​
 qspi_command_handle.AddressMode = QSPI_ADDRESS_1_LINE;  /* 地址模式 */​
 else if(((mode >> 2) & 0x03) == 2)​
 qspi_command_handle.AddressMode = QSPI_ADDRESS_2_LINES;  /* 地址模式 */​
 else if(((mode >> 2) & 0x03) == 3)​
 qspi_command_handle.AddressMode = QSPI_ADDRESS_4_LINES;  /* 地址模式 */​

 if(((mode >> 4)&0x03) == 0)​
 qspi_command_handle.AddressSize = QSPI_ADDRESS_8_BITS;  /* 地址长度 */​
 else if(((mode >> 4) & 0x03) == 1)​
 qspi_command_handle.AddressSize = QSPI_ADDRESS_16_BITS;  /* 地址长度 */​
 else if(((mode >> 4) & 0x03) == 2)​
 qspi_command_handle.AddressSize = QSPI_ADDRESS_24_BITS;  /* 地址长度 */​
 else if(((mode >> 4) & 0x03) == 3)​
 qspi_command_handle.AddressSize = QSPI_ADDRESS_32_BITS;  /* 地址长度 */​

 if(((mode >> 6) & 0x03) == 0)​
 qspi_command_handle.DataMode=QSPI_DATA_NONE;  /* 数据模式 */​
 else if(((mode >> 6) & 0x03) == 1)​
 qspi_command_handle.DataMode = QSPI_DATA_1_LINE;  /* 数据模式 */​
 else if(((mode >> 6) & 0x03) == 2)​
 qspi_command_handle.DataMode = QSPI_DATA_2_LINES;  /* 数据模式 */​
 else if(((mode >> 6) & 0x03) == 3)​
 qspi_command_handle.DataMode = QSPI_DATA_4_LINES;  /* 数据模式 */​

 qspi_command_handle.SIOOMode = QSPI_SIOO_INST_EVERY_CMD; /* 每次都发送指令 */​
 qspi_command_handle.AlternateByteMode=QSPI_ALTERNATE_BYTES_NONE;/*无交替字节*/​
 qspi_command_handle.DdrMode = QSPI_DDR_MODE_DISABLE; /* 关闭DDR模式 */​
 qspi_command_handle.DdrHoldHalfCycle = QSPI_DDR_HHC_ANALOG_DELAY;​

 HAL_QSPI_Command(&g_qspi_handle, &qspi_command_handle, 5000);​
}

该函数主要就是配置QSPI_CommandTypeDef结构体的参数，并调用HAL_QSPI_Command函数配置发送命令，是一个重要的基础函数。​

接下来介绍的是QSPI接收函数，其定义如下：​

/**​
 * @brief  QSPI接收指定长度的数据​
 * @param  buf : 接收数据缓冲区首地址​
 * @param  datalen : 要传输的数据长度​
 * @retval  0, 成功; 其他, 错误代码.​
 */​
uint8_t qspi_receive(uint8_t *buf, uint32_t datalen)​
{​
 g_qspi_handle.Instance->DLR = datalen - 1; /* 配置数据长度 */​
 if (HAL_QSPI_Receive(&g_qspi_handle, buf, 5000) == HAL_OK) ​
 {​
 return 0;​
 }​
 else​
 {​
 return 1;​
 }​
}

该函数首先把要接收数据的长度赋值到QUADSPI数据长度寄存器(QUADSPI_DLR)中，然后通过调用HAL_QSPI_Receive函数接收数据。​

接下来介绍的是QSPI发送函数，其定义如下：​

/**​
 * @brief  QSPI发送指定长度的数据​
 * @param  buf : 发送数据缓冲区首地址​
 * @param  datalen : 要传输的数据长度​
 * @retval  0, 成功; 其他, 错误代码.​
 */​
uint8_t qspi_transmit(uint8_t *buf, uint32_t datalen)​
{​
 g_qspi_handle.Instance->DLR = datalen - 1; /* 配置数据长度 */​
 if (HAL_QSPI_Transmit(&g_qspi_handle, buf, 5000) == HAL_OK)​
 {​
 return 0;​
 }​
 else​
 {​
 return 1;​
 }​
}

该函数首先把要发送数据的长度赋值到QUADSPI数据长度寄存器(QUADSPI_DLR)中，然后通过调用HAL_QSPI_Transmit函数发送数据。​

最后要介绍的一个函数是等待状态标志函数，其定义如下：​

/**​
 * @brief  等待状态标志​
 * @param  flag : 需要等待的标志位​
 * @param  sta : 需要等待的状态​
 * @param  wtime: 等待时间​
 * @retval  0, 等待成功; 1, 等待失败.​
 */​
uint8_t qspi_wait_flag(uint32_t flag, uint8_t sta, uint32_t wtime)​
{​
 uint8_t flagsta = 0;​

 while (wtime)​
 {​
 flagsta = (QUADSPI->SR & flag) ? 1 : 0; /* 获取状态标志 */​

 if (flagsta == sta)break;​

 wtime--;​
 }​

 if (wtime)return 0;​
 else return 1;​
}

该函数可以设置一段时钟等待QUADSPI状态寄存器(QUADSPI_SR)的任意位为0，或者为1。然后通过返回值，判断等待是否成功，0表示等待成功；1表示等待失败。​

2. NORFLASH驱动代码​

这里我们只讲解核心代码，详细的源码请大家参考光盘本实验对应源码。NORFLASH驱动源码包括两个文件：norflash.c、norflash.h、norflash_ex.c和norflash_ex.h。 ​

因为STM32H7不支持QSPI接口读时写，因此我们新建了norflash_ex.c和norflash_ex.h文件存放NOR FLASH驱动的拓展代码。该代码用于实现QSPI FLASH的数据写入，原理是：qspi.c、norflash.c和norflash_ex.c等3部分代码全部存储在H7的内部FLASH，我们需要保证操作QSPI FLASH的时候，CPU不会访问存放在QSPI FLASH的代码就可以实现QSPI FLASH数据写入。​

由于这部分代码量会比较多，这里就不一一贴出来介绍。介绍几个重点，其余的请自行查看源码。首先是norflash.h头文件中，我们做了一个FLASH芯片列表（宏定义），这些宏定义是一些支持的FLASH芯片的ID。接下来是FLASH芯片指令表的宏定义，这个请参考FLASH芯片手册比对得到。norflash_ex.h头文件只是一些函数声明，就不介绍了。​

下面介绍norflash.c文件几个重要的函数，首先是NOR FLASH初始化函数，其定义如下：​

/**​
 * @brief  初始化SPI NOR FLASH​
 * @param  无​
 * @retval  无​
 */​
void norflash_init(void)​
{​
 uint8_t temp;​
 qspi_init(); /* 初始化QSPI */​
 norflash_qspi_disable(); /* 退出QPI模式(避免芯片之前进入这个模式,导致下载失败) */​
 norflash_qe_enable(); /* 使能QE位 */​
 g_norflash_type = norflash_read_id();/* 读取FLASH ID. */​

 if (g_norflash_type == W25Q256) /* SPI FLASH为W25Q256, 必须使能4字节地址模式 */​
 {​
 temp = norflash_read_sr(3);  /* 读取状态寄存器3，判断地址模式 */​

 if ((temp & 0X01) == 0)  /* 如果不是4字节地址模式,则进入4字节地址模式 */​
 {​
 norflash_write_enable(); /* 写使能 */​
 temp |= 1 << 1;  /* ADP=1, 上电4位地址模式 */​
 norflash_write_sr(3, temp); /* 写SR3 */​

 norflash_write_enable();  /* 写使能 */​
 /* QPI,使能4字节地址指令,地址为0,无数据_8位地址_无地址_单线传输指令,​
无空周期,0个字节数据 */​
 qspi_send_cmd(FLASH_Enable4ByteAddr, 0, (0 << 6) | (0 << 4) ​
| (0 << 2) | (1 << 0), 0); ​
 }​
 }​
 //printf("ID:%x\r\n", g_norflash_type);​
}

该函数用于初始化NOR FLASH，首先调用qspi_init函数，初始化STM32H750的QSPI接口。然后退出QPI模式（避免芯片之前进入这个模式，导致下载失败），使能FLASH的QE位，使能IO2/IO3。最后读取FLASH ID，如果SPI FLASH为W25Q256，还必须使能4字节地址模式。调用本函数在初始化完成以后，我们便可以通过QSPI接口读写NOR FLASH的数据了。​

接下来介绍读取SPI FLASH函数，其定义如下：​

/**​
 * @brief  读取SPI FLASH,仅支持QSPI模式​
 * @note  在指定地址开始读取指定长度的数据​
 * @param  pbuf : 数据存储区​
 * @param  addr : 开始读取的地址(最大32bit)​
 * @param  datalen : 要读取的字节数(最大65535)​
 * @retval  无​
 */​
void norflash_read(uint8_t *pbuf, uint32_t addr, uint16_t datalen)​
{​
/* QSPI,快速读数据,地址为addr,4线传输数据_24/32位地址_4线传输地址_1线传输指令,​
6空周期,datalen个数据 */​
qspi_send_cmd(FLASH_FastReadQuad, addr, (3 << 6) | (g_norflash_addrw << 4) ​
| (3 << 2) | (1 << 0), 6);​
 qspi_receive(pbuf, datalen);​
}

该函数用于从NOR FLASH的指定地址读出指定长度的数据，由于NOR FLASH支持以任意地址（但是不能超过NOR FLASH的地址范围）开始读取数据，所以，这个代码相对来说就比较简单了，通过qspi_send_cmd函数，发送FLASH_FastReadQuad指令，并发送读数据首地址（addr），然后通过qspi_receive函数循环读取数据，存放在pbuf里面。​

接下来，我们介绍写入NOR FLASH函数，其定义如下： ​

/**​
 * @brief  写SPI FLASH​
 * @note  在指定地址开始写入指定长度的数据 , 该函数带擦除操作!​
 *  SPI FLASH 一般是: 256个字节为一个Page, 4Kbytes为一个Sector, ​
16个扇区为1个Block​
 *  擦除的最小单位为Sector.​
 * @param  pbuf  : 数据存储区​
 * @param  addr  : 开始写入的地址(最大32bit)​
 * @param  datalen : 要写入的字节数(最大65535)​
 * @retval  无​
 */​
uint8_t g_norflash_buf[4096]; /* 扇区缓存 */​

void norflash_write(uint8_t *pbuf, uint32_t addr, uint16_t datalen)​
{​
 uint32_t secpos;​
 uint16_t secoff;​
 uint16_t secremain;​
 uint16_t i;​
 uint8_t *norflash_buf;​

 norflash_buf = g_norflash_buf;​
 secpos = addr / 4096; /* 扇区地址 */​
 secoff = addr % 4096; /* 在扇区内的偏移 */​
 secremain = 4096 - secoff; /* 扇区剩余空间大小 */​

 //printf("ad:%X,nb:%X\r\n", addr, datalen); /* 测试用 */​
 if (datalen <= secremain)​
 {​
 secremain = datalen; /* 不大于4096个字节 */​
 }​

 while (1)​
 {​
 norflash_read(norflash_buf, secpos * 4096, 4096); /* 读出整个扇区的内容 */​

 for (i = 0; i < secremain; i++) /* 校验数据 */​
 {​
 if (norflash_buf[secoff + i] != 0XFF)​
 {​
 break;  /* 需要擦除, 直接退出for循环 */​
 }​
 }​

 if (i < secremain) /* 需要擦除 */​
 {​
 norflash_erase_sector(secpos);  /* 擦除这个扇区 */​
 for (i = 0; i < secremain; i++)  /* 复制 */​
 {​
 norflash_buf[i + secoff] = pbuf[i];​
 }​
/* 写入整个扇区 */​
 norflash_write_nocheck(norflash_buf, secpos * 4096, 4096); ​
 }​
 else  /* 写已经擦除了的,直接写入扇区剩余区间. */​
 {​
 norflash_write_nocheck(pbuf, addr, secremain); /* 直接写扇区 */​
 }​

 if (datalen == secremain)​
 {​
 break;  /* 写入结束了 */​
 }​
 else  /* 写入未结束 */​
 {​
 secpos++;  /* 扇区地址增1 */​
 secoff = 0;  /* 偏移位置为0 */​

 pbuf += secremain;  /* 指针偏移 */​
 addr += secremain;  /* 写地址偏移 */​
 datalen -= secremain;  /* 字节数递减 */​

 if (datalen > 4096)​
 {​
 secremain = 4096;  /* 下一个扇区还是写不完 */​
 }​
 else​
 {​
 secremain = datalen; /* 下一个扇区可以写完了 */​
 }​
 }​
 }​
}

该函数可以在NOR FLASH的任意地址开始写入任意长度（必须不超过NOR FLASH的容量）的数据。我们这里简单介绍一下思路：先获得首地址（addr）所在的扇区，并计算在扇区内的偏移，然后判断要写入的数据长度是否超过本扇区所剩下的长度，如果不超过，再先看看是否要擦除，如果不要，则直接写入数据即可，如果要则读出整个扇区，在偏移处开始写入指定长度的数据，然后擦除这个扇区，再一次性写入。当所需要写入的数据长度超过一个扇区的长度的时候，我们先按照前面的步骤把扇区剩余部分写完，再在新扇区内执行同样的操作，如此循环，直到写入结束。这里我们还定义了一个g_norflash_buf的全局数组，用于擦除时缓存扇区内的数据。​

norflash.c文件我们就介绍这三个函数，其他请大家自行查阅。下面再介绍norflash_ex.c文件的几个重要函数。首先是QSPI接口进入内存映射模式函数，其定义如下：​

/**​
 * @brief  QSPI接口进入内存映射模式​
 * @note  调用该函数之前务必已经初始化了QSPI接口​
 *  sys_qspi_enable_memmapmode or norflash_init​
 * @param  无​
 * @retval  无​
 */​
static void norflash_ex_enter_mmap(void)​
{​
 uint32_t tempreg = 0;​

 /* BY/W25QXX 写使能（0X06指令） */​
 while (QUADSPI->SR & (1 << 5)); /* 等待BUSY位清零 */​

 QUADSPI->CCR = 0X00000106; /* 发送0X06指令，BY/W25QXX写使能 */​

 while ((QUADSPI->SR & (1 << 1)) == 0); /* 等待指令发送完成 */​

 QUADSPI->FCR |= 1 << 1;​

 if (qspi_wait_flag(1 << 5, 0, 0XFFFF) == 0) /* 等待BUSY空闲 */​
 {​
 tempreg =0XEB;/*INSTRUCTION[7:0]=0XEB,发送0XEB指令（Fast Read QUAD I/O）*/​
 tempreg |= 1 << 8; /* IMODE[1:0]=1,单线传输指令 */​
 tempreg |= 3 << 10; /* ADDRESS[1:0]=3,四线传输地址 */ ​
 tempreg |=(uint32_t)g_norflash_addrw<<12;/*ADSIZE[1:0]=2,24/32位地址长度*/​
 tempreg |= 3 << 14; /* ABMODE[1:0]=3,四线传输交替字节 */​
 tempreg |= 0 << 16; /* ABSIZE[1:0]=0,8位交替字节(M0~M7) */​
 tempreg |= 4 << 18; /* DCYC[4:0]=4,4个dummy周期 */​
 tempreg |= 3 << 24; /* DMODE[1:0]=3,四线传输数据 */​
 tempreg |= 3 << 26; /* FMODE[1:0]=3,内存映射模式 */​
 QUADSPI->CCR = tempreg;/* 设置CCR寄存器 */​
 }​
 INTX_ENABLE();  /* 开启中断 */​
}

该函数使QSPI接口进入内存映射模式。内存映射模式：外部 FLASH 映射到微控制器地址空间，从而系统将其视作内部存储器。​

接下来要介绍的是QSPI接口退出内存映射模式函数，其定义如下：​

/**​
 * @brief  QSPI接口退出内存映射模式​
 * @note  调用该函数之前务必已经初始化了QSPI接口​
 *  sys_qspi_enable_memmapmode or norflash_init​
 * @param  无​
 * @retval  0, OK; 其他, 错误代码​
 */​
static uint8_t norflash_ex_exit_mmap(void)​
{​
 uint8_t res = 0;​

 INTX_DISABLE();  /* 关闭中断 */​
 SCB_InvalidateICache();  /* 清空I CACHE */​
 SCB_InvalidateDCache();  /* 清空D CACHE */​
 QUADSPI->CR &= ~(1 << 0);  /* 关闭 QSPI 接口 */​
 QUADSPI->CR |= 1 << 1;  /* 退出MEMMAPED模式 */​
 res = qspi_wait_flag(1 << 5, 0, 0XFFFF); /* 等待BUSY空闲 */​

 if (res == 0)​
 {​
 QUADSPI->CCR = 0;  /* CCR寄存器清零 */​
 QUADSPI->CR |= 1 << 0;  /* 使能 QSPI 接口 */​
 }​

 return res;​
}

该函数使QSPI接口退出内存映射模式。norflash_ex_enter_mmap和norflash_ex_exit_mmap是成对存在的函数，也是norflash_ex.c文件中最重要的函数。​

接下来介绍QSPI FLASH写入数据函数，其定义如下：​

/**​
 * @brief  往 QSPI FLASH写入数据​
 * @note  在指定地址开始写入指定长度的数据​
 *  该函数带擦除操作!​
 * @param  pbuf : 数据存储区​
 * @param  addr : 开始写入的地址(最大32bit)​
 * @param  datalen : 要写入的字节数(最大65535)​
 * @retval  0, OK; 其他, 错误代码​
 */​
uint8_t norflash_ex_write(uint8_t *pbuf, uint32_t addr, uint16_t datalen)​
{​
 uint8_t res = 0;​
 res = norflash_ex_exit_mmap(); /* 退出内存映射模式 */​

 if (res == 0)​
 {​
 norflash_write(pbuf, addr, datalen);​
 }​

 norflash_ex_enter_mmap(); /* 进入内存映射模式 */​
 return res;​
}

因为STM32H7不支持QSPI接口读时写，所以往 QSPI FLASH写入数据前，需要先调用norflash_ex_exit_mmap函数退出内存映射模式。退出内存映射模式，CPU就不会在QSPI FLASH里读取程序指令，即避免了QSPI接口读（指令）时写。写好后，再进入内存映射模式。该思路也就是norflash_ex_write函数的操作过程。​

接下来介绍从QSPI FLASH读取数据函数，其定义如下：​

/**​
 * @brief  从 QSPI FLASH 读取数据​
 * @note  在指定地址开始读取指定长度的数据（必须处于内存映射模式下，才可以执行）​
 *​
 * @param  pbuf : 数据存储区​
 * @param  addr : 开始读取的地址(最大32bit)​
 * @param  datalen : 要读取的字节数(最大65535)​
 * @retval  0, OK; 其他, 错误代码​
 */​
void norflash_ex_read(uint8_t *pbuf, uint32_t addr, uint16_t datalen)​
{​
uint16_t i = 0;​
/* 使用内存映射模式读取，QSPI的基址是0X90000000，所以这里要加上基址 */​
 addr += 0X90000000;​
 INTX_DISABLE(); /* 关闭中断 */​

 for (i = 0; i < datalen; i++)​
 {​
 pbuf[i] = *(volatile uint8_t *)(addr + i);​
 }​
 INTX_ENABLE(); /* 开启中断 */​
}

从QSPI FLASH 读取数据就没有写入这么麻烦了，因为不需要考虑STM32H7不支持QSPI接口读时写的问题，但是仍然有要注意的问题。首先是我们使用内存映射模式读取数据的话，还需要加上QSPI的基址。QSPI的基址在qspi_code.scf文件中定义，是0X90000000，所以这里要在QSPI FLASH开始读取的地址上，再加上基址0X90000000。读取的过程是不允许被打断的，所以还要关闭所有中断，读取完成才打开所有中断。​

norflash _ex.c文件我们就介绍这四个函数，其他请大家自行查阅。​

3. main.c代码​

在main.c里面编写如下代码：​

/* 要写入到FLASH的字符串数组 */​
const uint8_t g_text_buf[] = {"MiniPRO STM32H7 QSPI TEST"};​
#define TEXT_SIZE sizeof(g_text_buf) /* TEXT字符串长度 */​

int main(void)​
{​
 uint8_t key;​
 uint16_t i = 0;​
 uint8_t datatemp[TEXT_SIZE];​
 uint32_t flashsize;​
 uint16_t id = 0;​

 sys_cache_enable();   /* 打开L1-Cache */​
 HAL_Init();   /* 初始化HAL库 */​
 sys_stm32_clock_init(240, 2, 2, 4);  /* 设置时钟, 480Mhz */​
 delay_init(480);   /* 延时初始化 */​
 usart_init(115200);  /* 串口初始化为115200 */​
 usmart_dev.init(240);   /* 初始化USMART */​
 mpu_memory_protection();  /* 保护相关存储区域 */​
 led_init();   /* 初始化LED */​
 lcd_init();   /* 初始化LCD */​
 key_init();   /* 初始化按键 */​
 /* ​
不需要调用norflash_init函数了,因为sys.c的sys_qspi_enable_memmapmode函数已​
经初始化了QSPI接口,如果再调用,则内存映射模式的设置被破坏,导致QSPI代码执行异常！​
除非不用分散加载，所有代码放内部FLASH，才可以调用该函数！否则将导致异常！​
 */​
 //norflash_init();​

 lcd_show_string(30, 50, 200, 16, 16, "STM32", RED);​
 lcd_show_string(30, 70, 200, 16, 16, "QSPI TEST", RED);​
 lcd_show_string(30, 90, 200, 16, 16, "ATOM@ALIENTEK", RED);​
/* 显示提示信息 */​
lcd_show_string(30, 110, 200, 16, 16, "KEY1:Write KEY0:Read", RED);​

id = norflash_ex_read_id(); /* 读取FLASH ID */​

 while ((id == 0) || (id == 0XFFFF)) /* 检测不到FLASH芯片 */​
 {​
 lcd_show_string(30, 130, 200, 16, 16, "FLASH Check Failed!", RED);​
 delay_ms(500);​
 lcd_show_string(30, 130, 200, 16, 16, "Please Check! ", RED);​
 delay_ms(500);​
 LED0_TOGGLE(); /* LED0闪烁 */​
}​

 lcd_show_string(30, 130, 200, 16, 16, "QSPI FLASH Ready!", BLUE);​
flashsize = 16 * 1024 * 1024; /* FLASH 大小为16M字节 */​

 while (1)​
 {​
 key = key_scan(0);​

 if (key == KEY1_PRES) /* KEY1按下,写入 */​
 {​
 lcd_fill(0, 150, 239, 319, WHITE); /* 清除半屏 */​
 lcd_show_string(30, 150, 200, 16, 16, "Start Write FLASH....", BLUE);​
 sprintf((char *)datatemp, "%s%d", (char *)g_text_buf, i);​
/* 从倒数第100个地址处开始,写入SIZE长度的数据 */​
 norflash_ex_write((uint8_t *)datatemp, flashsize - 100, TEXT_SIZE); ​
/* 提示传送完成 */ ​
 lcd_show_string(30, 150, 200, 16, 16, "FLASH Write Finished!", BLUE); ​
 }​

 if (key == KEY0_PRES) /* KEY0按下,读取字符串并显示 */​
 {​
 lcd_show_string(30, 150, 200, 16, 16, "Start Read FLASH.... ", BLUE);​
/* 从倒数第100个地址处开始,读出SIZE个字节 */​
 norflash_ex_read(datatemp, flashsize - 100, TEXT_SIZE); ​
/* 提示传送完成 */ ​
 lcd_show_string(30, 150, 200, 16, 16, "The Data Readed Is: ", BLUE); ​
/* 显示读到的字符串 */​
 lcd_show_string(30, 170, 200, 16, 16, (char *)datatemp, BLUE); ​
 }​

 i++;​

 if (i == 20)​
 {​
 LED0_TOGGLE(); /* LED0闪烁 */​
 i = 0;​
 }​

 delay_ms(10);​
 }​
}

在main函数前面，我们定义了g_text_buf数组，用于存放要写入到FLASH的字符串。在main中初始化外部设备NOR FLASH需要注意，这里不需要调用norflash_init函数了，因为sys.c里面的sys_qspi_enable_memmapmode函数已经初始化了QSPI接口。如果再调用，则内存映射模式的设置被破坏，导致QSPI代码执行异常！如果不使用分散加载，即所有代码加载到内部FLASH，才可以调用norflash_init函数。后面的无限循环就是KEY1按下，就写入NOR FLASH。KEY0按下，读取刚才写入的字符串并显示。​

最后，我们将norflash_ex_read_id、norflash_ex_erase_chip和norflash_ex_erase_sector函数加入USMART控制，大家还可以把其他的函数加进来，这样，我们就可以通过串口调试助手，操作NOR FLASH，方便大家测试。norflash_ex_erase_chip函数大家谨慎调用，因为会把NOR FLASH的程序指令也擦除掉，会导致死机。如果不使用分散加载，就没关系。​

36.4 下载验证​

将程序下载到开发板后，可以看到LED0不停的闪烁，提示程序已经在运行了。LCD显示的内容如图36.4.1所示：​

图36.4.1 QSPI实验程序运行效果图​

通过先按KEY1按键写入数据，然后按KEY0读取数据，得到如图36.4.2所示：​

图36.4.2操作后的显示效果图​

程序在开机的时候会检测NOR FLASH是否存在，如果不存在则会在LCD模块上显示错误信息，同时LED0慢闪。​