使用QSPI驱动PM004MNIA
概述STT-MRAM PM004MNIA 是一种具有 随机存取（Random Access） 特性的非易失性存储器，无需擦除操作，可进行 任意地址的读写操作。它的核心基于 自旋转移扭矩（Spin Transfer Torque, STT） 技术，通过控制电流方向来改变磁性存储单元的状态，从而实现数据的存储与读取。支持写无延迟（Write No Delay） 的特性，显著提高了存储效率。 广泛应用于需要 高速读写、低功耗和长期数据保存 的场景，例如 IoT 设备、工业控制模块、可穿戴设备、传感器系统 等。
特性描述存储容量4Mbit存储技术自旋转移扭矩磁随机存取存储器（STT-MRAM）随机存取能力支持任意地址的读写操作，无需擦除，写入延迟低接口支持SPI 和 QPI（四线并行）最大 SPI 频率50MHz低功耗Sleep 模式下仅需 2μA数据保留时间可达 20 年（在 85°C 环境下）写入耐久性支持高达 10⁸ 次 P/E 周期写保护功能支持配置写保护区域，确保数据安全附录-使用STM32H750驱动程序
1、外设初始化文件
[*]quadspi.c文件
#include "quadspi.h"
QSPI_HandleTypeDef hqspi;
/**
* @brief quad spi 外设初始化函数
* @param 无
* @retval 无
*/
void QUADSPI_Init(void)
{
hqspi.Instance = QUADSPI;
hqspi.Init.ClockPrescaler = 5; /* QSPI时钟预分频器（决定实际通信时钟频率） */
hqspi.Init.FifoThreshold = 32; /* FIFO阈值（单位：字节），当FIFO中的数据量达到该值时触发中断/DMA请求 */
/* 采样移位模式：
* HALFCYCLE：在时钟半周期时采样（提高时序余量）
* NONE：不在半周期采样 */
hqspi.Init.SampleShifting = QSPI_SAMPLE_SHIFTING_HALFCYCLE;
hqspi.Init.FlashSize = 23 - 1; /* FLASH内存大小 = 2 ^ (FlashSize + 1) */
/* 片选高电平时间：
* 表示两次传输之间CS保持高电平的最小时钟周期数 */
hqspi.Init.ChipSelectHighTime = QSPI_CS_HIGH_TIME_1_CYCLE;
/* 时钟模式：
* MODE_0：CLK空闲低电平，第1边沿（上升沿）采样
* MODE_3：CLK空闲高电平，第2边沿（下降沿）采样
* 需与Flash芯片规格书一致 */
hqspi.Init.ClockMode = QSPI_CLOCK_MODE_0;
/* Flash芯片选择：
* ID_1：使用Bank1（对应BK1_IOx引脚）
* ID_2：使用Bank2（仅双Flash模式） */
hqspi.Init.FlashID = QSPI_FLASH_ID_1;
/* 双Flash模式：
* DISABLE：单Flash模式
* ENABLE：并联两个Flash（地址空间翻倍） */
hqspi.Init.DualFlash = QSPI_DUALFLASH_DISABLE;
if (HAL_QSPI_Init(&hqspi) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
}
/**
* @brief quad spi 外设初始化回调函数
* @param qspiHandle：QSPI句柄
* @retval 无
*/
void HAL_QSPI_MspInit(QSPI_HandleTypeDef* qspiHandle)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInitStruct = {0};
if(qspiHandle->Instance==QUADSPI)
{
/** Initializes the peripherals clock
*/
PeriphClkInitStruct.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_QSPI;
PeriphClkInitStruct.QspiClockSelection = RCC_QSPICLKSOURCE_D1HCLK;
if (HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInitStruct) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
/* QUADSPI clock enable */
__HAL_RCC_QSPI_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE();
/**QUADSPI GPIO Configuration
PB6 ------> QUADSPI_BK1_NCS
PF6 ------> QUADSPI_BK1_IO3
PF7 ------> QUADSPI_BK1_IO2
PF8 ------> QUADSPI_BK1_IO0
PF10 ------> QUADSPI_CLK
PF9 ------> QUADSPI_BK1_IO1
*/
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_6;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF10_QUADSPI;
HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_7|GPIO_PIN_10;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF9_QUADSPI;
HAL_GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStruct);
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_8|GPIO_PIN_9;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF10_QUADSPI;
HAL_GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStruct);
}
}
/**
* @brief quad spi 外设重初始化回调函数
* @param qspiHandle：QSPI句柄
* @retval 无
*/
void HAL_QSPI_MspDeInit(QSPI_HandleTypeDef* qspiHandle)
{
if(qspiHandle->Instance==QUADSPI)
{
/* Peripheral clock disable */
__HAL_RCC_QSPI_CLK_DISABLE();
/**QUADSPI GPIO Configuration
PB6 ------> QUADSPI_BK1_NCS
PF6 ------> QUADSPI_BK1_IO3
PF7 ------> QUADSPI_BK1_IO2
PF8 ------> QUADSPI_BK1_IO0
PF10 ------> QUADSPI_CLK
PF9 ------> QUADSPI_BK1_IO1
*/
HAL_GPIO_DeInit(GPIOB, GPIO_PIN_6);
HAL_GPIO_DeInit(GPIOF, GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_7|GPIO_PIN_8|GPIO_PIN_10
|GPIO_PIN_9);
}
}
[*]quadspi.h文件
#ifndef __QUADSPI_H__
#define __QUADSPI_H__
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
#include "main.h"
#include "string.h"
extern QSPI_HandleTypeDef hqspi;
void QUADSPI_Init(void);
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif /* __QUADSPI_H__ */2、驱动文件
[*]bsp_pm004mniatr.c文件
#include "bsp_pm004mniatr.h"#include "quadspi.h"/** * @brief 读NOR Flash的状态寄存器 * @param addr: 状态寄存器地址(寄存器1、2、3 对应地址为 0x00、0x01、0x02) * @retval状态寄存器的值 */uint8_t pm004mniatr_read_sr(uint8_t addr){ uint8_t byte; QSPI_CommandTypeDef qspi_command_struct = {0}; qspi_command_struct.InstructionMode = QSPI_INSTRUCTION_1_LINE; qspi_command_struct.Instruction = PM004MNIATR_COMMAND_READ_MODE_REGISTER; qspi_command_struct.AddressMode = QSPI_ADDRESS_1_LINE; qspi_command_struct.AddressSize = QSPI_ADDRESS_24_BITS; qspi_command_struct.Address = addr; qspi_command_struct.AlternateByteMode = QSPI_ALTERNATE_BYTES_NONE; qspi_command_struct.DummyCycles = 2; qspi_command_struct.DataMode = QSPI_DATA_1_LINE; qspi_command_struct.NbData = 1; qspi_command_struct.DdrMode = QSPI_DDR_MODE_DISABLE; qspi_command_struct.DdrHoldHalfCycle = QSPI_DDR_HHC_ANALOG_DELAY; qspi_command_struct.SIOOMode = QSPI_SIOO_INST_EVERY_CMD; HAL_QSPI_Command(&hqspi, &qspi_command_struct, HAL_QSPI_TIMEOUT_DEFAULT_VALUE); HAL_QSPI_Receive(&hqspi, &byte, HAL_QSPI_TIMEOUT_DEFAULT_VALUE); return byte;}/** * @brief 写NOR Flash的状态寄存器 * @param addr: 状态寄存器地址(寄存器1、2、3 对应地址为 0x00、0x01、0x02) * @param byte：寄存器写入值 * @retval无 */void pm004mniatr_write_sr(uint8_t addr, uint8_t byte){ QSPI_CommandTypeDef qspi_command_struct = {0}; qspi_command_struct.InstructionMode = QSPI_INSTRUCTION_1_LINE; qspi_command_struct.Instruction = PM004MNIATR_COMMAND_WRITE_MODE_REGISTER; qspi_command_struct.AddressMode = QSPI_ADDRESS_1_LINE; qspi_command_struct.AddressSize = QSPI_ADDRESS_24_BITS; qspi_command_struct.Address = addr; qspi_command_struct.AlternateByteMode = QSPI_ALTERNATE_BYTES_NONE; qspi_command_struct.DummyCycles = 0; qspi_command_struct.DataMode = QSPI_DATA_1_LINE; qspi_command_struct.NbData = 1; qspi_command_struct.DdrMode = QSPI_DDR_MODE_DISABLE; qspi_command_struct.DdrHoldHalfCycle = QSPI_DDR_HHC_ANALOG_DELAY; qspi_command_struct.SIOOMode = QSPI_SIOO_INST_EVERY_CMD; HAL_QSPI_Command(&hqspi, &qspi_command_struct, HAL_QSPI_TIMEOUT_DEFAULT_VALUE); HAL_QSPI_Transmit(&hqspi, &byte, HAL_QSPI_TIMEOUT_DEFAULT_VALUE);}/** * @brief 发送快速指令 * @param 无 * @retval无 */void pm004mniatr_send_command(uint8_t command){ QSPI_CommandTypeDef qspi_command_struct = {0}; qspi_command_struct.InstructionMode = QSPI_INSTRUCTION_1_LINE; /* 设置指令模式：使用1线传输模式 */ qspi_command_struct.Instruction = command; /* 设置指令代码 */ qspi_command_struct.AddressMode = QSPI_ADDRESS_NONE; /* 地址模式：不使用地址 */ qspi_command_struct.AlternateByteMode = QSPI_ALTERNATE_BYTES_NONE; /* 备用字节模式：不使用 */ qspi_command_struct.DummyCycles = 0; /* 空周期数：0 */ qspi_command_struct.DataMode = QSPI_DATA_NONE; /* 数据模式：不使用数据传输 */ qspi_command_struct.DdrMode = QSPI_DDR_MODE_DISABLE; /* DDR模式：禁用双倍数据率模式 */ qspi_command_struct.DdrHoldHalfCycle = QSPI_DDR_HHC_ANALOG_DELAY; /* DDR半周期保持：使用模拟延迟 */ qspi_command_struct.SIOOMode = QSPI_SIOO_INST_EVERY_CMD; /* SIOO模式：每次发送指令 */ HAL_QSPI_Command(&hqspi, &qspi_command_struct, HAL_QSPI_TIMEOUT_DEFAULT_VALUE);}/** * @brief 启用quad spi 操作模式 * @param 无 * @retval无 */static inline void pm004mniatr_qspi_mode_enable(void){ pm004mniatr_send_command(PM004MNIATR_COMMAND_ENTER_QSPI);}/** * @brief 退出quad spi 操作模式 * @param 无 * @retval无 */void inline pm004mniatr_qspi_mode_disable(void){ pm004mniatr_send_command(PM004MNIATR_COMMAND_EXIT_QSPI);}/** * @brief 写使能NOR Flash * @param 无 * @retval无 */static inline void pm004mniatr_write_enable(void){ pm004mniatr_send_command(PM004MNIATR_COMMAND_WRITE_ENABLE);}/** * @brief 进入睡眠模式 * @param 无 * @retval无 */static inline void pm004mniatr_sleep(void){ pm004mniatr_send_command(PM004MNIATR_COMMAND_ENTRY_SLEEP);}/** * @brief 唤醒PM004MNIA * @param 无 * @retval无 */static inline void pm004mniatr_wake_up(void){ pm004mniatr_send_command(PM004MNIATR_COMMAND_EXIT_SLEEP);}/** * @brief 复位PM004MNIA * @param 无 * @retval无 */static inline void pm004mniatr_reset(void){ pm004mniatr_send_command(PM004MNIATR_COMMAND_RESE_ENABLE); pm004mniatr_send_command(PM004MNIATR_COMMAND_RESET);}/** * @brief 初始化 PM004MNIA * @param 无 * @retval无 */void pm004mniatr_init(void){ /* 初始化quad spi外设 */ QUADSPI_Init(); /* ------------------安全启动 --------------------*/ delay_ms(20); /* 复位PM004MNIA */ pm004mniatr_reset(); delay_ms(10); /* 进入睡眠状态 */ pm004mniatr_sleep(); delay_ms(10); /* 唤醒 */ pm004mniatr_wake_up(); delay_ms(10); /* ----------------安全启动 END -----------------*/ /* 启动写使能 */ pm004mniatr_write_enable(); /* 进入qspi操作模式 */ pm004mniatr_qspi_mode_enable();}/** * @brief 读PM004MNIA芯片ID * @param 无 * @retvalPM004MNIA芯片ID */uint16_t pm004mniatr_read_id(void){ uint8_t id; QSPI_CommandTypeDef qspi_command_struct = {0}; qspi_command_struct.InstructionMode = QSPI_INSTRUCTION_1_LINE; /* 1线指令模式 */ qspi_command_struct.Instruction = PM004MNIATR_COMMAND_READ_ID; /* 读取指令 */ qspi_command_struct.AddressMode = QSPI_ADDRESS_1_LINE; /* 无地址模式 */ qspi_command_struct.AddressSize = QSPI_ADDRESS_24_BITS; /* 24位地址 */ qspi_command_struct.Address = 0x000000; /* 地址 */ qspi_command_struct.AlternateByteMode = QSPI_ALTERNATE_BYTES_NONE; /* 无交替字节 */ qspi_command_struct.DummyCycles = 0; /* 空白周期个数 */ qspi_command_struct.DataMode = QSPI_DATA_1_LINE; /* 1线数据模式 */ qspi_command_struct.NbData = 2; qspi_command_struct.DdrMode = QSPI_DDR_MODE_DISABLE; qspi_command_struct.DdrHoldHalfCycle = QSPI_DDR_HHC_ANALOG_DELAY; qspi_command_struct.SIOOMode = QSPI_SIOO_INST_EVERY_CMD; HAL_QSPI_Command(&hqspi, &qspi_command_struct, HAL_QSPI_TIMEOUT_DEFAULT_VALUE); HAL_QSPI_Receive(&hqspi, id, HAL_QSPI_TIMEOUT_DEFAULT_VALUE); return (((uint16_t)id 鼓励转贴优秀软件安全工具和文档！ 谢谢分享，辛苦了 很好很强大我过来先占个楼 待编辑 谢谢分享，辛苦了 收藏一下 不知道什么时候能用到
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