单片机存储器中提高层次的操作
摘要：在单片机开发板上或者是核心板上通常会看到除了mcu之外的的芯片—eeprom和flash，一般是at24cxx、w25qxx这两颗芯片。但在利用单片机做一些项目的时候，比如做一个小车，驱动一些外设、显示一些温湿度信息等，却发现一般没有用到这些芯片。
在做一些显示的时候却会用到。他们与单片机之间的通信方式就是iic和spi通信，在单片机的开发中用到的非常多。很多小伙伴就会说了，用oled来显示一些数据，iic通信直接用别人的代码，驱动sd卡或者nrf24l01直接拿别人的spi代码就可以啊，难道我还自己去写驱动吗？当然需要，学会了这些操作，层次就会提高很多，不信那就接着往下看！
eeprom at24c02存储器学单片机的时候大家可能有一个问题，为啥是iic读写eeprom，而不是读写其他的东西。为什么大部分的单片机开发教程都教我利用iic通信来读写eeprom这颗at24c02芯片？4针0.96寸oled也是iic操作的，为啥他们不叫我如何利用iic通信来操作oled？原因很简单，主要是读写eeprom你学完了没有成就感，会读写eeprom又怎么样？归根到底是没有掌握iic体会到iic通信的重要性。
今年疫情很严重，有一款红外测温芯片mlx90641就是通过iic来读取温度的。我想如果教程是iic读写红外测温芯片，大家可能会比较感兴趣。言归正传，来说一说eeprom。rom是“read only memory”的缩写，意为只能读的存储器。由于技术的发展，后来设计出了可以方便写入数据的 rom，而这个“read only memory”的名称被沿用下来了。eeprom（electrically erasable programmable rom）是电可擦除存储器。eeprom 可以重复擦写，eeprom 是一种掉电后数据不丢失的存储器，常用来存储一些配置信息，以便系统重新上电的时候加载之。它的擦除和写入都是直接使用电路控制，不需要再使用外部设备来擦写。而且可以按字节为单位修改数据，无需整个芯片擦除。现在主要使用的rom芯片都是eeprom。24c02是一个2k bit的串行eeprom存储器（掉电不丢失），内部含有256个字节，在24c02里面有一个8字节的页写缓冲器。
操作任何的iic设备一般都要知道从机地址，也就是利用单片机操作读写的那个设备的地址。一般来说对于iic设备地址是7位，其中高 4 位固定为：1010 b，低 3 位则由 a0/a1/a2信号线的电平决定。所以一个iic总线上可以挂载2^3=8个eeprom芯片，当然一般一个单片机只有一块eeprom芯片，所以我们直接把这个a2a1a0接地即可，当然接vcc也没有问题，如果接gnd那么地址就是1010000（0x50），如果接vcc那么地址就是1010111（0x57）。
因为24c02是一个2k bit的串行eeprom存储器（掉电不丢失），内部含有256个字节。也就是说有256个存储单元，一个字节就是一个存储单元，因为每个字节可以出存256个数，也就是说每个存储单元可以存0~255个数。我们可以这样理解，at24c02是一栋教学楼，这个教学楼有256个房间（存储单元），没每个房间可以容纳256个学生（每个存储单元可以存储0 ~ 255个数）。
而且这个芯片在断电的时候数据不会丢失，利用掉电不会丢失以及这款芯片容量不大的特性，可以大致判断它会在哪些地方可以用到。比如我们看电视得时候，正在看cctv6电影频道，播放的声音比较大，那么这时候正好停电了。那么你下次来电时你打开电视机，电视机默认肯定是cctv6电影频道，播放的声音也是很大。那么这些“频道”、“音量”这些数据就存在eeprom里面，至于是不是atc02就不一定了。
总结：
存储量少，用起来方便
可以任意访问地址数据，每一个存储单片可以独立访问，
写入前是不需要对写入的单片做独立的擦除
这三个特点对我们理解存储器的特性非常重要，因为接下来要说的flash芯片的特性就与它完全相反。
flash w25q128存储器
flsah字面意思就是闪现、一瞬间的意思，所以flsah存储器又称闪存，与 eeprom都是掉电后数据不丢失的存储器，但flash存储器容量普遍大于 eprom，现在基本取代了它的地位。生活中常用的 u 盘、sd卡、ssd 固态硬盘以及我们 stm32 芯片内部用于存储程序的设备，都是 flash 类型的存储器。在存储控制上，最主要的区别是 flash 芯片只能一大片一大片地擦写，而 eeprom可以单个字节擦写。
flash 芯片的最小擦除单位为扇区（sector），而一个块（block）包含 16 个扇区，4kbytes为一个sector，16个扇区为1个block。w25q64 容量为8m字节（即 64m bit）， 分为128块（block），每一块的大小为64k字节，每块又分为16个扇区（sector），那么每个扇区就是4k个字节。w25q128 容量为16m字节（即 128m bit），分为256块（block），每一块的大小为64k字节，每块又分为16个扇区（sector），那么每个扇区就是4k个字节（4096个字节，也就是4096个存储单元）。
w25qxx的最小擦除单位为一个扇区，也就是每一次必须擦除4k字节。所以必须给w25qxx开辟至少4k的缓冲区，这样对单片机的ram的要求比较高，要求芯片必须有4k以上的ram才能很好的操作。所有的flash我们在写之前都要擦出对应的扇区，擦除后的数据是0xff。我们可以这样理解。我们要改写flash芯片w25q128的一个扇区中某一个数据，就必须在stm32芯片的内部ram中开辟4k字节（4096字节）的缓冲区域。先把flash芯片w25q128的一个扇区中数据全部读到stm32芯片的内部ram中开辟4k字节（4096字节）的缓冲区域中去，把我们要改写的数据在缓冲区域改写好之后，再把flash芯片w25q128的一个扇区中的数据全部擦除完毕，擦除完成之后再把数据写回去。这是写入数据的操作，在读数据的时候不需要以扇区为单位，想读哪个扇区就读哪个扇区的数据。
/************************************************************************* * function name ： spi_flash_write * description ： 在指定地址开始写入指定长度的数据，该函数带擦除操作！ * input ： *pbuffer：要写入数据的指针 writeaddr：开始写入的地址（24bit） numbytetowrite：要写入的字节数（最大16 x 1024 x 1024） * output ： none * return ： none
****************************************************************************/ void spi_flash_write（u8* pbuffer， u32 writeaddr， u16 numbytetowrite） { u8 numofpage = 0， numofsingle = 0， addr = 0， count = 0， temp = 0; addr = writeaddr % 4096;//mod运算求余，若writeaddr是4096整数倍，运算结果addr值为0 numofpage = numbytetowrite / 4096;//计算出要写多少整数扇区 numofsingle = numbytetowrite % 4096;//mod
运算求余，计算出剩余不满一扇区的字节数 count = 4096 - addr;//差count个数据值，刚好可以对齐到扇区地址 if （addr == 0）//addr=0，则writeaddr刚好按扇区对齐或者说小于一个扇区 { //numbytetowrite 《 4096，写入的字符串大小长度小于一个扇区（4096个字节）的大小，如22 if （numofpage == 0） { spi_flash_write_page（pbuffer， writeaddr， numbytetowrite）; } else //numbytetowrite 》 4096，写入的字符串大小长度大与一个扇区（4096个字节）的大小，如4098 { //先把整数扇区都写了 while （numofpage--） { spi_flash_write_page（pbuffer， writeaddr， 4096）; writeaddr += 4096; pbuffer += 4096; } //若有多余的不满一扇区的数据，把它写完
spi_flash_write_page（pbuffer， writeaddr， numofsingle）; } } //若地址与 4096 不对齐 else //addr不等于0，则要写入的writeaddr地址与4096不对齐 { //numbytetowrite 《 4096 if （numofpage == 0）//大小不够一个扇区，如22 { //当前页剩余的count个位置比numofsingle小，一扇区写不完 if （numofsingle 》 count） { temp = numofsingle - count; //先写满当前扇区 spi_flash_write_page（pbuffer， writeaddr， count）; writeaddr += count; pbuffer += count; //再写剩余的数据 spi_flash_write_page（pbuffer， writeaddr， temp）; } else //当前扇区剩余的count个位置能写完
numofsingle个数据 { spi_flash_write_page（pbuffer， writeaddr， numbytetowrite）; } } else //numbytetowrite 》 4096 //大小够一个扇区，而且还超出一点点，如4098 { //地址不对齐多出的count分开处理，不加入这个运算 numbytetowrite -= count; numofpage = numbytetowrite / 4096; numofsingle = numbytetowrite % 4096; //先写完count个数据，为的是让下一次要写的地址对齐 spi_flash_write_page（pbuffer， writeaddr， count）; //接下来就重复地址对齐的情况
*/ writeaddr += count; pbuffer += count; //把整数扇区都写了*/ while （numofpage--） { spi_flash_write_page（pbuffer， writeaddr， 4096）; writeaddr += 1096; pbuffer += 4096; } //若有多余的不满一扇区的数据，把它写完 if （numofsingle ！= 0） { spi_flash_write_page（pbuffer， writeaddr， numofsingle）; } } } }
总结：
/********************************************************************** * function name ： spi_flash_read * description ： 在指定地址开始读取指定长度的数据 * input ： *pbuffer：存储读出数据的指针 readaddr：开始读取的地址（24bit） numbytetoread：要读取的字节数（最大 16 x 1024 x 1024） * output ： none * return ： none ************************************************************************/ void spi_flash_read（u8* pbuffer，u32 readaddr，u16 numbytetoread） { u16 i; spi_flash_cs=0; //使能器件
spi1_readwritebyte（cmd_w25x_readdata）; //发送读取命令 spi1_readwritebyte（（readaddr& 0xff0000）》》16）; //发送扇区地址的高8bit spi1_readwritebyte（（readaddr& 0xff00）》》8）; //发送扇区地址的中间8bit spi1_readwritebyte（ readaddr& 0xff）; //发送扇区地址的低8bit for（i=0;i《numbytetoread;i++） { pbuffer［i］=spi1_readwritebyte（0xff）; //循环读数 } spi_flash_cs=1; //取消片选 } 总结：
存储量大
不能任意访问字节地址数据，每一个存储单片不可以独立访问，最小读取单元是一个扇区
写入前是必须对写入的扇区做独立的擦除操作。擦除的目的是使存储单元的数据全为1
sd卡大容量存储器sd 卡（secure digital memory card）在我们生活中已经非常普遍了，控制器对 sd卡进行读写通信操作一般有两种通信接口可选，一种是 spi接口，另外一种是 sdio 接口。sdio全称是安全数字输入/输出接口，多媒体卡（mmc）、sd卡、sd i/o 卡（专指使用sdio 接口的一些输入输出设备）都可使用 sdio 接口通讯。stm32f10x 系列控制器有一个 sdio 主机接口，它支持与上述使用 sdio 接口的设备进行数据传输。
stm32f10x 系列控制器只支持 sd 卡规范版本 2.0，即只支持标准容量sd和高容量 sdhc 标准卡，不支持超大容量 sdxc 标准卡，所以可以支持的最高卡容量是 32gb。sd 卡一般都支持 sdio 和 spi 这两种接口。另外，stm32f42x 系列控制器的 sdio 是不支持 spi通信模式的，如果需要用到 spi通信只能使用 spi外设。因为spi通信方式操作sd卡的数据线只有一根，而如果用sdio的通信方式操作sd卡的数据线却又3根。为了节省资源一般在stm32f10x 系列控制器上用spi的通信方式，而在引脚资源比较多的f4系列上就用sdio的通信方式了。
sd容量有8mb、16mb、32mb、64mb、128mb、256mb、512mb、1gb、2gb （磁盘格式fat12、fat16）
sdhc容量有2gb、4gb、8gb、16gb、32gb（磁盘格式fat32）
sdxc容量有32gb、48gb、64gb、128gb、256gb（磁盘格式exfat）
3.1初始化1、初始化与sd卡连接的硬件条件（mcu的spi配置，io口配置）;
2、上电延时（》74 个 clk）;
3、复位卡（cmd0），进入idle状态;
4、发送cmd8，检查是否支持2.0协议;
5、根据不同协议检查sd卡（命令包括：cmd55、cmd41、cmd58 和 cmd1 等）;
6、取消片选，发多 8个clk，结束初始化
/******************************************************************************* * function name ： sd_init * description ： 初始化sd卡 * input ： none * output ： none * return ： u8 * 0：no_err * 1：time_out * 99：no_card *******************************************************************************/ u8 sd_init（void） { u8 r1; // 存放sd卡的返回值 u16 retry; // 用来进行超时计数 u8 buf［4］; u16 i; sd_spi_init（）; //初始化io sd_spi_speedlow（）; //设置到低速模式 //先产生至少74个脉冲，让sd卡自己初始化完成 for（i=0;i《10;i++） { sd_spi_writebyte（0xff）;
////80clks } //-----------------sd卡复位到idle开始----------------- //循环连续发送cmd0，直到sd卡返回0x01，进入idle状态 //超时则直接退出 retry=0; do { r1=sd_sendcmd（cmd0，0，0x95）;//进入idle状态，作用是让sd卡进入spi模式。这里的crc校验位0x95是固定的，不能修改 retry++; }while（（r1！=0x01） && （retry《20））;//如果 sd 卡有正确的回应，代码就继续执行，如果没有回应程序就终止执行。 //跳出循环后，检查原因：初始化成功？or 重试超时？ if（retry==20） return 1; //超时返回1 sd_type=0;
//默认无卡 //下面是v2.0卡的初始化 //其中需要读取ocr数据，判断是sd2.0还是sd2.0hc卡 if（r1==0x01） { if（sd_sendcmd（cmd8，0x1aa，0x87）==1）//sd v2.0 { //v2.0的卡，cmd8命令后会传回4字节的数据，要跳过再结束本命令 buf［0］=sd_spi_readbyte（）; //should be 0x00 buf［1］=sd_spi_readbyte（）; //should be 0x00 buf［2］=sd_spi_readbyte（）; //should be 0x01 buf［3］=sd_spi_readbyte（）; //should be 0xaa if（buf［2］==0x01&&buf［3］==0xaa）//判断卡是否支持2.7~3.6v的电压范围 { retry=0xfffe; //发卡初始化指令cmd55+cmd41 do { sd_sendcmd（cmd55，0，0x01）; //发送cmd55 r1=sd_sendcmd（cmd41，0x40000000，0x01）;//发送cmd41 }while（r1&&retry--）; //初始化指令发送完成，接下来获取ocr信息
//-----------鉴别sd2.0卡版本开始----------- if（retry&&sd_sendcmd（cmd58，0，0x01）==0）//鉴别sd2.0卡版本开始 { //读ocr指令发出后，紧接着是4字节的ocr信息 buf［0］=sd_spi_readbyte（）; buf［1］=sd_spi_readbyte（）; buf［2］=sd_spi_readbyte（）; buf［3］=sd_spi_readbyte（）; //检查接收到的ocr中的bit30位（ccs），确定其为sd2.0还是sdhc //如果ccs=1：为sdv2.0hc的2.0高容量卡 ccs=0：为sdv2.0的2.0版本的标准卡 if（buf［0］&0x40） sd_type=sd_type_v2hc; //检查ccs else sd_type=sd_type_v2; lcd_shownum（164，250，sd_type，5，16）;//显示sd卡容量 //-----------鉴别sd2.0卡版本结束----------- } } } //如果卡片版本信息是v1.0版本的，即r1=0x05，则进行以下初始化
else//sd v1.0/ mmc v3 { //先发cmd55，应返回0x01；否则出错 r1 = sd_sendcmd（cmd55，0，0x01）; //发送cmd55 if（r1 ！= 0x01） return r1; //得到正确响应后，发acmd41，应得到返回值0x00 r1=sd_sendcmd（cmd41，0，0x01）; //发送cmd41 if（r1《=1） { sd_type=sd_type_v1; retry=0xfffe; do //等待退出idle模式 { sd_sendcmd（cmd55，0，0x01）; //发送cmd55 r1=sd_sendcmd（cmd41，0，0x01）;//发送cmd41 }while（r1&&retry--）; }else//mmc卡不支持cmd55+cmd41识别 { sd_type=sd_type_mmc;//mmc v3 retry=0xfffe; do //等待退出idle模式 { r1=sd_sendcmd（cmd1，0，0x01）;//发送cmd1，发送mmc卡初始化命令
}while（r1&&retry--）; } if（retry==0||sd_sendcmd（cmd16，512，0x01）！=0） sd_type=sd_type_err;//错误的卡 } } sd_disselect（）;//取消片选 sd_spi_speedhigh（）;//高速 if（sd_type） return 0; else if（r1） return r1; return 0xaa;//其他错误 }
3.2写数据通过 cmd24实现1、发送cmd24;
2、接收卡响应r1;
3、发送写数据起始令牌 0xfe;
4、发送数据;
5、发送2字节的伪crc;
6、禁止片选之后，发多8个clk;
/******************************************************************************* * function name ： sd_writedisk * description ： 向sd卡写数据 * input ： buf：数据缓存区 * sector：扇区 * cnt：扇区数 * output ： none * return ： u8 * 0：ok * 其他，失败。 *******************************************************************************/ u8 sd_writedisk（u8*buf，u32 sector，u8 cnt） { u8 r1; if（sd_type！=sd_type_v2hc）sector *= 512;//转换为字节地址 if（cnt==1） { r1=sd_sendcmd（cmd24，sector，0x01）;//读命令 if（r1==0）//指令发送成功 { r1=sd_sendblock（buf，0xfe）;//写512个字节 } }else { if（sd_type！=sd_type_mmc） { sd_sendcmd（cmd55，0，0x01）; sd_sendcmd（cmd23，cnt，0x01）;//发送指令 } r1=sd_sendcmd（cmd25，sector，0x01）;//连续读命令 if（r1==0） { do { r1=sd_sendblock（buf，0xfc）;//接收512个字节 buf+=512; }while（--cnt && r1==0）; r1=sd_sendblock（0，0xfd）;//接收512个字节 } } sd_disselect（）;//取消片选，释放spi总线 return r1; }
3.3读取数据通过 cmd17实现1、发送cmd17;
2、接收卡响应r1;
3、接收数据起始令牌 0xfe;
4、接收数据;
5、接收2个字节的 crc，如果不使用crc，这两个字节在读取后可以丢掉。
6、禁止片选之后，发多8个clk;
/*******************************************************************************
* function name ： sd_readdisk
* description ： 读sd卡数据
* input ： buf：数据缓存区
* sector：扇区
* cnt：扇区数
* output ： none
* return ： u8
* 0：ok
* 其他，失败。
*******************************************************************************/
u8 sd_readdisk（u8*buf，u32 sector，u8 cnt）
{
u8 r1;
if（sd_type！=sd_type_v2hc）sector 《《= 9;//转换为字节地址
if（cnt==1）
{
r1=sd_sendcmd（cmd17，sector，0x01）;//读命令
if（r1==0）//指令发送成功
{
r1=sd_recvdata（buf，512）;//接收512个字节
}
}else
{
r1=sd_sendcmd（cmd18，sector，0x01）;//连续读命令
do
{
r1=sd_recvdata（buf，512）;//接收512个字节
buf+=512;
}while（--cnt && r1==0）;
sd_sendcmd（cmd12，0，0x01）; //发送停止命令
}
sd_disselect（）;//取消片选
return r1;
}
原文标题：你必须知道的单片机存储器的那些事！
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在做一些显示的时候却会用到。他们与单片机之间的通信方式就是iic和spi通信，在单片机的开发中用到的非常多。很多小伙伴就会说了，用oled来显示一些数据，iic通信直接用别人的代码，驱动sd卡或者nrf24l01直接拿别人的spi代码就可以啊，难道我还自己去写驱动吗？当然需要，学会了这些操作，层次就会提高很多，不信那就接着往下看！
eeprom at24c02存储器学单片机的时候大家可能有一个问题，为啥是iic读写eeprom，而不是读写其他的东西。为什么大部分的单片机开发教程都教我利用iic通信来读写eeprom这颗at24c02芯片？4针0.96寸oled也是iic操作的，为啥他们不叫我如何利用iic通信来操作oled？原因很简单，主要是读写eeprom你学完了没有成就感，会读写eeprom又怎么样？归根到底是没有掌握iic体会到iic通信的重要性。
今年疫情很严重，有一款红外测温芯片mlx90641就是通过iic来读取温度的。我想如果教程是iic读写红外测温芯片，大家可能会比较感兴趣。言归正传，来说一说eeprom。rom是“read only memory”的缩写，意为只能读的存储器。由于技术的发展，后来设计出了可以方便写入数据的 rom，而这个“read only memory”的名称被沿用下来了。eeprom（electrically erasable programmable rom）是电可擦除存储器。eeprom 可以重复擦写，eeprom 是一种掉电后数据不丢失的存储器，常用来存储一些配置信息，以便系统重新上电的时候加载之。它的擦除和写入都是直接使用电路控制，不需要再使用外部设备来擦写。而且可以按字节为单位修改数据，无需整个芯片擦除。现在主要使用的rom芯片都是eeprom。24c02是一个2k bit的串行eeprom存储器（掉电不丢失），内部含有256个字节，在24c02里面有一个8字节的页写缓冲器。
操作任何的iic设备一般都要知道从机地址，也就是利用单片机操作读写的那个设备的地址。一般来说对于iic设备地址是7位，其中高 4 位固定为：1010 b，低 3 位则由 a0/a1/a2信号线的电平决定。所以一个iic总线上可以挂载2^3=8个eeprom芯片，当然一般一个单片机只有一块eeprom芯片，所以我们直接把这个a2a1a0接地即可，当然接vcc也没有问题，如果接gnd那么地址就是1010000（0x50），如果接vcc那么地址就是1010111（0x57）。
因为24c02是一个2k bit的串行eeprom存储器（掉电不丢失），内部含有256个字节。也就是说有256个存储单元，一个字节就是一个存储单元，因为每个字节可以出存256个数，也就是说每个存储单元可以存0~255个数。我们可以这样理解，at24c02是一栋教学楼，这个教学楼有256个房间（存储单元），没每个房间可以容纳256个学生（每个存储单元可以存储0 ~ 255个数）。
而且这个芯片在断电的时候数据不会丢失，利用掉电不会丢失以及这款芯片容量不大的特性，可以大致判断它会在哪些地方可以用到。比如我们看电视得时候，正在看cctv6电影频道，播放的声音比较大，那么这时候正好停电了。那么你下次来电时你打开电视机，电视机默认肯定是cctv6电影频道，播放的声音也是很大。那么这些“频道”、“音量”这些数据就存在eeprom里面，至于是不是atc02就不一定了。
总结：
存储量少，用起来方便
可以任意访问地址数据，每一个存储单片可以独立访问，
写入前是不需要对写入的单片做独立的擦除
这三个特点对我们理解存储器的特性非常重要，因为接下来要说的flash芯片的特性就与它完全相反。
flash w25q128存储器
flsah字面意思就是闪现、一瞬间的意思，所以flsah存储器又称闪存，与 eeprom都是掉电后数据不丢失的存储器，但flash存储器容量普遍大于 eprom，现在基本取代了它的地位。生活中常用的 u 盘、sd卡、ssd 固态硬盘以及我们 stm32 芯片内部用于存储程序的设备，都是 flash 类型的存储器。在存储控制上，最主要的区别是 flash 芯片只能一大片一大片地擦写，而 eeprom可以单个字节擦写。
flash 芯片的最小擦除单位为扇区（sector），而一个块（block）包含 16 个扇区，4kbytes为一个sector，16个扇区为1个block。w25q64 容量为8m字节（即 64m bit）， 分为128块（block），每一块的大小为64k字节，每块又分为16个扇区（sector），那么每个扇区就是4k个字节。w25q128 容量为16m字节（即 128m bit），分为256块（block），每一块的大小为64k字节，每块又分为16个扇区（sector），那么每个扇区就是4k个字节（4096个字节，也就是4096个存储单元）。
w25qxx的最小擦除单位为一个扇区，也就是每一次必须擦除4k字节。所以必须给w25qxx开辟至少4k的缓冲区，这样对单片机的ram的要求比较高，要求芯片必须有4k以上的ram才能很好的操作。所有的flash我们在写之前都要擦出对应的扇区，擦除后的数据是0xff。我们可以这样理解。我们要改写flash芯片w25q128的一个扇区中某一个数据，就必须在stm32芯片的内部ram中开辟4k字节（4096字节）的缓冲区域。先把flash芯片w25q128的一个扇区中数据全部读到stm32芯片的内部ram中开辟4k字节（4096字节）的缓冲区域中去，把我们要改写的数据在缓冲区域改写好之后，再把flash芯片w25q128的一个扇区中的数据全部擦除完毕，擦除完成之后再把数据写回去。这是写入数据的操作，在读数据的时候不需要以扇区为单位，想读哪个扇区就读哪个扇区的数据。
/************************************************************************* * function name ： spi_flash_write * description ： 在指定地址开始写入指定长度的数据，该函数带擦除操作！ * input ： *pbuffer：要写入数据的指针 writeaddr：开始写入的地址（24bit） numbytetowrite：要写入的字节数（最大16 x 1024 x 1024） * output ： none * return ： none
****************************************************************************/ void spi_flash_write（u8* pbuffer， u32 writeaddr， u16 numbytetowrite） { u8 numofpage = 0， numofsingle = 0， addr = 0， count = 0， temp = 0; addr = writeaddr % 4096;//mod运算求余，若writeaddr是4096整数倍，运算结果addr值为0 numofpage = numbytetowrite / 4096;//计算出要写多少整数扇区 numofsingle = numbytetowrite % 4096;//mod
运算求余，计算出剩余不满一扇区的字节数 count = 4096 - addr;//差count个数据值，刚好可以对齐到扇区地址 if （addr == 0）//addr=0，则writeaddr刚好按扇区对齐或者说小于一个扇区 { //numbytetowrite 《 4096，写入的字符串大小长度小于一个扇区（4096个字节）的大小，如22 if （numofpage == 0） { spi_flash_write_page（pbuffer， writeaddr， numbytetowrite）; } else //numbytetowrite 》 4096，写入的字符串大小长度大与一个扇区（4096个字节）的大小，如4098 { //先把整数扇区都写了 while （numofpage--） { spi_flash_write_page（pbuffer， writeaddr， 4096）; writeaddr += 4096; pbuffer += 4096; } //若有多余的不满一扇区的数据，把它写完
spi_flash_write_page（pbuffer， writeaddr， numofsingle）; } } //若地址与 4096 不对齐 else //addr不等于0，则要写入的writeaddr地址与4096不对齐 { //numbytetowrite 《 4096 if （numofpage == 0）//大小不够一个扇区，如22 { //当前页剩余的count个位置比numofsingle小，一扇区写不完 if （numofsingle 》 count） { temp = numofsingle - count; //先写满当前扇区 spi_flash_write_page（pbuffer， writeaddr， count）; writeaddr += count; pbuffer += count; //再写剩余的数据 spi_flash_write_page（pbuffer， writeaddr， temp）; } else //当前扇区剩余的count个位置能写完
numofsingle个数据 { spi_flash_write_page（pbuffer， writeaddr， numbytetowrite）; } } else //numbytetowrite 》 4096 //大小够一个扇区，而且还超出一点点，如4098 { //地址不对齐多出的count分开处理，不加入这个运算 numbytetowrite -= count; numofpage = numbytetowrite / 4096; numofsingle = numbytetowrite % 4096; //先写完count个数据，为的是让下一次要写的地址对齐 spi_flash_write_page（pbuffer， writeaddr， count）; //接下来就重复地址对齐的情况
*/ writeaddr += count; pbuffer += count; //把整数扇区都写了*/ while （numofpage--） { spi_flash_write_page（pbuffer， writeaddr， 4096）; writeaddr += 1096; pbuffer += 4096; } //若有多余的不满一扇区的数据，把它写完 if （numofsingle ！= 0） { spi_flash_write_page（pbuffer， writeaddr， numofsingle）; } } } }
总结：
/********************************************************************** * function name ： spi_flash_read * description ： 在指定地址开始读取指定长度的数据 * input ： *pbuffer：存储读出数据的指针 readaddr：开始读取的地址（24bit） numbytetoread：要读取的字节数（最大 16 x 1024 x 1024） * output ： none * return ： none ************************************************************************/ void spi_flash_read（u8* pbuffer，u32 readaddr，u16 numbytetoread） { u16 i; spi_flash_cs=0; //使能器件
spi1_readwritebyte（cmd_w25x_readdata）; //发送读取命令 spi1_readwritebyte（（readaddr& 0xff0000）》》16）; //发送扇区地址的高8bit spi1_readwritebyte（（readaddr& 0xff00）》》8）; //发送扇区地址的中间8bit spi1_readwritebyte（ readaddr& 0xff）; //发送扇区地址的低8bit for（i=0;i《numbytetoread;i++） { pbuffer［i］=spi1_readwritebyte（0xff）; //循环读数 } spi_flash_cs=1; //取消片选 } 总结：
存储量大
不能任意访问字节地址数据，每一个存储单片不可以独立访问，最小读取单元是一个扇区
写入前是必须对写入的扇区做独立的擦除操作。擦除的目的是使存储单元的数据全为1
sd卡大容量存储器sd 卡（secure digital memory card）在我们生活中已经非常普遍了，控制器对 sd卡进行读写通信操作一般有两种通信接口可选，一种是 spi接口，另外一种是 sdio 接口。sdio全称是安全数字输入/输出接口，多媒体卡（mmc）、sd卡、sd i/o 卡（专指使用sdio 接口的一些输入输出设备）都可使用 sdio 接口通讯。stm32f10x 系列控制器有一个 sdio 主机接口，它支持与上述使用 sdio 接口的设备进行数据传输。
stm32f10x 系列控制器只支持 sd 卡规范版本 2.0，即只支持标准容量sd和高容量 sdhc 标准卡，不支持超大容量 sdxc 标准卡，所以可以支持的最高卡容量是 32gb。sd 卡一般都支持 sdio 和 spi 这两种接口。另外，stm32f42x 系列控制器的 sdio 是不支持 spi通信模式的，如果需要用到 spi通信只能使用 spi外设。因为spi通信方式操作sd卡的数据线只有一根，而如果用sdio的通信方式操作sd卡的数据线却又3根。为了节省资源一般在stm32f10x 系列控制器上用spi的通信方式，而在引脚资源比较多的f4系列上就用sdio的通信方式了。
sd容量有8mb、16mb、32mb、64mb、128mb、256mb、512mb、1gb、2gb （磁盘格式fat12、fat16）
sdhc容量有2gb、4gb、8gb、16gb、32gb（磁盘格式fat32）
sdxc容量有32gb、48gb、64gb、128gb、256gb（磁盘格式exfat）
3.1初始化1、初始化与sd卡连接的硬件条件（mcu的spi配置，io口配置）;
2、上电延时（》74 个 clk）;
3、复位卡（cmd0），进入idle状态;
4、发送cmd8，检查是否支持2.0协议;
5、根据不同协议检查sd卡（命令包括：cmd55、cmd41、cmd58 和 cmd1 等）;
6、取消片选，发多 8个clk，结束初始化
/******************************************************************************* * function name ： sd_init * description ： 初始化sd卡 * input ： none * output ： none * return ： u8 * 0：no_err * 1：time_out * 99：no_card *******************************************************************************/ u8 sd_init（void） { u8 r1; // 存放sd卡的返回值 u16 retry; // 用来进行超时计数 u8 buf［4］; u16 i; sd_spi_init（）; //初始化io sd_spi_speedlow（）; //设置到低速模式 //先产生至少74个脉冲，让sd卡自己初始化完成 for（i=0;i《10;i++） { sd_spi_writebyte（0xff）;
////80clks } //-----------------sd卡复位到idle开始----------------- //循环连续发送cmd0，直到sd卡返回0x01，进入idle状态 //超时则直接退出 retry=0; do { r1=sd_sendcmd（cmd0，0，0x95）;//进入idle状态，作用是让sd卡进入spi模式。这里的crc校验位0x95是固定的，不能修改 retry++; }while（（r1！=0x01） && （retry《20））;//如果 sd 卡有正确的回应，代码就继续执行，如果没有回应程序就终止执行。 //跳出循环后，检查原因：初始化成功？or 重试超时？ if（retry==20） return 1; //超时返回1 sd_type=0;
//默认无卡 //下面是v2.0卡的初始化 //其中需要读取ocr数据，判断是sd2.0还是sd2.0hc卡 if（r1==0x01） { if（sd_sendcmd（cmd8，0x1aa，0x87）==1）//sd v2.0 { //v2.0的卡，cmd8命令后会传回4字节的数据，要跳过再结束本命令 buf［0］=sd_spi_readbyte（）; //should be 0x00 buf［1］=sd_spi_readbyte（）; //should be 0x00 buf［2］=sd_spi_readbyte（）; //should be 0x01 buf［3］=sd_spi_readbyte（）; //should be 0xaa if（buf［2］==0x01&&buf［3］==0xaa）//判断卡是否支持2.7~3.6v的电压范围 { retry=0xfffe; //发卡初始化指令cmd55+cmd41 do { sd_sendcmd（cmd55，0，0x01）; //发送cmd55 r1=sd_sendcmd（cmd41，0x40000000，0x01）;//发送cmd41 }while（r1&&retry--）; //初始化指令发送完成，接下来获取ocr信息
//-----------鉴别sd2.0卡版本开始----------- if（retry&&sd_sendcmd（cmd58，0，0x01）==0）//鉴别sd2.0卡版本开始 { //读ocr指令发出后，紧接着是4字节的ocr信息 buf［0］=sd_spi_readbyte（）; buf［1］=sd_spi_readbyte（）; buf［2］=sd_spi_readbyte（）; buf［3］=sd_spi_readbyte（）; //检查接收到的ocr中的bit30位（ccs），确定其为sd2.0还是sdhc //如果ccs=1：为sdv2.0hc的2.0高容量卡 ccs=0：为sdv2.0的2.0版本的标准卡 if（buf［0］&0x40） sd_type=sd_type_v2hc; //检查ccs else sd_type=sd_type_v2; lcd_shownum（164，250，sd_type，5，16）;//显示sd卡容量 //-----------鉴别sd2.0卡版本结束----------- } } } //如果卡片版本信息是v1.0版本的，即r1=0x05，则进行以下初始化
else//sd v1.0/ mmc v3 { //先发cmd55，应返回0x01；否则出错 r1 = sd_sendcmd（cmd55，0，0x01）; //发送cmd55 if（r1 ！= 0x01） return r1; //得到正确响应后，发acmd41，应得到返回值0x00 r1=sd_sendcmd（cmd41，0，0x01）; //发送cmd41 if（r1《=1） { sd_type=sd_type_v1; retry=0xfffe; do //等待退出idle模式 { sd_sendcmd（cmd55，0，0x01）; //发送cmd55 r1=sd_sendcmd（cmd41，0，0x01）;//发送cmd41 }while（r1&&retry--）; }else//mmc卡不支持cmd55+cmd41识别 { sd_type=sd_type_mmc;//mmc v3 retry=0xfffe; do //等待退出idle模式 { r1=sd_sendcmd（cmd1，0，0x01）;//发送cmd1，发送mmc卡初始化命令
}while（r1&&retry--）; } if（retry==0||sd_sendcmd（cmd16，512，0x01）！=0） sd_type=sd_type_err;//错误的卡 } } sd_disselect（）;//取消片选 sd_spi_speedhigh（）;//高速 if（sd_type） return 0; else if（r1） return r1; return 0xaa;//其他错误 }
3.2写数据通过 cmd24实现1、发送cmd24;
2、接收卡响应r1;
3、发送写数据起始令牌 0xfe;
4、发送数据;
5、发送2字节的伪crc;
6、禁止片选之后，发多8个clk;
/******************************************************************************* * function name ： sd_writedisk * description ： 向sd卡写数据 * input ： buf：数据缓存区 * sector：扇区 * cnt：扇区数 * output ： none * return ： u8 * 0：ok * 其他，失败。 *******************************************************************************/ u8 sd_writedisk（u8*buf，u32 sector，u8 cnt） { u8 r1; if（sd_type！=sd_type_v2hc）sector *= 512;//转换为字节地址 if（cnt==1） { r1=sd_sendcmd（cmd24，sector，0x01）;//读命令 if（r1==0）//指令发送成功 { r1=sd_sendblock（buf，0xfe）;//写512个字节 } }else { if（sd_type！=sd_type_mmc） { sd_sendcmd（cmd55，0，0x01）; sd_sendcmd（cmd23，cnt，0x01）;//发送指令 } r1=sd_sendcmd（cmd25，sector，0x01）;//连续读命令 if（r1==0） { do { r1=sd_sendblock（buf，0xfc）;//接收512个字节 buf+=512; }while（--cnt && r1==0）; r1=sd_sendblock（0，0xfd）;//接收512个字节 } } sd_disselect（）;//取消片选，释放spi总线 return r1; }
3.3读取数据通过 cmd17实现1、发送cmd17;
2、接收卡响应r1;
3、接收数据起始令牌 0xfe;
4、接收数据;
5、接收2个字节的 crc，如果不使用crc，这两个字节在读取后可以丢掉。
6、禁止片选之后，发多8个clk;
/*******************************************************************************
* function name ： sd_readdisk
* description ： 读sd卡数据
* input ： buf：数据缓存区
* sector：扇区
* cnt：扇区数
* output ： none
* return ： u8
* 0：ok
* 其他，失败。
*******************************************************************************/
u8 sd_readdisk（u8*buf，u32 sector，u8 cnt）
{
u8 r1;
if（sd_type！=sd_type_v2hc）sector 《《= 9;//转换为字节地址
if（cnt==1）
{
r1=sd_sendcmd（cmd17，sector，0x01）;//读命令
if（r1==0）//指令发送成功
{
r1=sd_recvdata（buf，512）;//接收512个字节
}
}else
{
r1=sd_sendcmd（cmd18，sector，0x01）;//连续读命令
do
{
r1=sd_recvdata（buf，512）;//接收512个字节
buf+=512;
}while（--cnt && r1==0）;
sd_sendcmd（cmd12，0，0x01）; //发送停止命令
}
sd_disselect（）;//取消片选
return r1;
}
原文标题：你必须知道的单片机存储器的那些事！
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