单片机如何与8脚flash进行通信？

单片机与 8 脚 Flash 的通信通常基于 SPI（Serial Peripheral Interface）协议，下面为你详细介绍通信过程及实现方法。

硬件连接

单片机与 8 脚 Flash 的典型硬件连接方式如下：

通信协议

SPI 通信的关键要点如下：

• 数据传输：数据传输以字节为单位，高位在前（MSB First）。

• 时钟极性和相位：常见配置为 CPOL=0（空闲时 SCK 为低电平），CPHA=0（数据在 SCK 上升沿采样）。

• 片选信号：在进行通信前，需将 CS# 引脚置为低电平，以选中 Flash 芯片；通信结束后，将 CS# 引脚拉高。

通信流程

与 Flash 通信的基本流程为：

1. 把 CS# 引脚拉低，使 Flash 芯片进入工作状态。

2. 向 Flash 发送指令字节，以指示要执行的操作，如读取数据、写入数据等。

3. 若指令需要地址或数据，则继续发送后续字节。

4. 若指令为读取操作，则从 MISO 引脚接收 Flash 返回的数据。

5. 通信完毕后，将 CS# 引脚拉高，结束本次通信。

关键指令

Flash 芯片支持多种指令，下面列举一些常用指令及其功能：

软件实现示例

下面以 Arduino 为例，展示 SPI 通信的代码实现：

#define CS_PIN 10    // 片选引脚#define HOLD_PIN 9   // HOLD引脚void setup() {
  // 初始化SPI接口
  SPI.begin();
  // 设置引脚模式
  pinMode(CS_PIN, OUTPUT);
  pinMode(HOLD_PIN, OUTPUT);
  // 初始状态：CS和HOLD为高电平
  digitalWrite(CS_PIN, HIGH);
  digitalWrite(HOLD_PIN, HIGH);
  
  Serial.begin(115200);
  Serial.println("Flash初始化完成");}// 读取Flash状态寄存器byte readStatusRegister() {
  digitalWrite(CS_PIN, LOW);        // 选中Flash
  SPI.transfer(0x05);               // 发送读状态寄存器指令
  byte status = SPI.transfer(0x00); // 读取状态寄存器值
  digitalWrite(CS_PIN, HIGH);       // 取消选中Flash
  return status;}// 等待Flash空闲void waitForFlashReady() {
  while ((readStatusRegister() & 0x01) == 0x01); // 等待忙碌位(BUSY)清零}// 使能写操作void writeEnable() {
  digitalWrite(CS_PIN, LOW);     // 选中Flash
  SPI.transfer(0x06);            // 发送写使能指令
  digitalWrite(CS_PIN, HIGH);    // 取消选中Flash}// 读取Flash数据void readData(uint32_t address, byte* buffer, uint16_t length) {
  waitForFlashReady();
  
  digitalWrite(CS_PIN, LOW);          // 选中Flash
  SPI.transfer(0x03);                 // 发送读数据指令
  SPI.transfer((address >> 16) & 0xFF); // 发送地址高字节
  SPI.transfer((address >> 8) & 0xFF);  // 发送地址中字节
  SPI.transfer(address & 0xFF);         // 发送地址低字节
  
  // 读取数据
  for (uint16_t i = 0; i < length; i++) {
    buffer[i] = SPI.transfer(0x00);
  }
  
  digitalWrite(CS_PIN, HIGH);         // 取消选中Flash}// 页编程（写入数据）void pageProgram(uint32_t address, byte* data, uint16_t length) {
  if (length > 256) length = 256;  // 一页最多256字节
  
  waitForFlashReady();
  writeEnable();                    // 使能写操作
  
  digitalWrite(CS_PIN, LOW);          // 选中Flash
  SPI.transfer(0x02);                 // 发送页编程指令
  SPI.transfer((address >> 16) & 0xFF); // 发送地址高字节
  SPI.transfer((address >> 8) & 0xFF);  // 发送地址中字节
  SPI.transfer(address & 0xFF);         // 发送地址低字节
  
  // 写入数据
  for (uint16_t i = 0; i < length; i++) {
    SPI.transfer(data[i]);
  }
  
  digitalWrite(CS_PIN, HIGH);         // 取消选中Flash
  waitForFlashReady();                // 等待写入完成}// 扇区擦除void sectorErase(uint32_t address) {
  waitForFlashReady();
  writeEnable();                    // 使能写操作
  
  digitalWrite(CS_PIN, LOW);          // 选中Flash
  SPI.transfer(0x20);                 // 发送扇区擦除指令
  SPI.transfer((address >> 16) & 0xFF); // 发送地址高字节
  SPI.transfer((address >> 8) & 0xFF);  // 发送地址中字节
  SPI.transfer(address & 0xFF);         // 发送地址低字节
  digitalWrite(CS_PIN, HIGH);         // 取消选中Flash
  
  waitForFlashReady();                // 等待擦除完成（耗时较长）}void loop() {
  // 示例：读取Flash ID
  byte id[3];
  digitalWrite(CS_PIN, LOW);
  SPI.transfer(0x9F); // 发送读取设备ID指令
  id[0] = SPI.transfer(0x00); // 制造商ID
  id[1] = SPI.transfer(0x00); // 设备ID1
  id[2] = SPI.transfer(0x00); // 设备ID2
  digitalWrite(CS_PIN, HIGH);
  
  Serial.print("Flash ID: 0x");
  for (int i = 0; i < 3; i++) {
    if (id[i] < 0x10) Serial.print("0");
    Serial.print(id[i], HEX);
  }
  Serial.println();
  
  // 示例：写入数据
  byte writeData[] = "Hello, Flash!";
  pageProgram(0x0000, writeData, sizeof(writeData));
  
  // 示例：读取数据
  byte readBuffer[32];
  readData(0x0000, readBuffer, sizeof(writeData));
  Serial.print("读取的数据: ");
  Serial.println((char*)readBuffer);
  
  delay(5000); // 每5秒执行一次}

注意事项

1. 时序要求：不同型号的 Flash 芯片对时序要求可能有所不同，使用前需查阅芯片的数据手册。

2. 写操作限制：在进行写操作（页编程、扇区擦除等）前，必须先执行写使能指令（06H），且写操作过程中芯片处于忙碌状态，无法响应其他指令。

3. 擦除操作：Flash 芯片在写入数据前必须先进行擦除操作，擦除后存储单元数据变为 FFH。

4. 使用寿命：Flash 芯片有擦写次数限制（通常为 10 万到 100 万次），频繁擦写同一区域会影响芯片寿命。

5. 电源稳定性：不稳定的电源可能导致数据写入错误，建议使用稳压电源，并在 VCC 和 GND 之间连接去耦电容。

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