Seeed Studio XIAO nRF52840 Sense 上的 QSPI Flash 使用
tip
特别感谢社区用户 JM_Laird 和 Haakonish 对本教程的支持和帮助！本文使用的程序来源于 Github 用户 PMCheetham，源代码可以在**这里**找到。
欢迎来到这个关于在 XIAO nRF52840 和 XIAO nRF52840 Sense 上使用 QSPI Flash 的教程！XIAO 是一款功能强大且紧凑的开发板，具有 256 KB RAM、1 MB Flash 和 2 MB 板载 Flash。在本教程中，您将学习如何利用 XIAO 开发板上的 QSPI Flash，这可以大大扩展存储容量并加速您的项目。让我们开始吧！
以下是 PMCheetham 提供的示例程序，该程序在 XIAO nRF52840 Sense 上运行良好。通过以下程序，您可以自由使用 XIAO 上的 QSPI Flash。
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include "nrfx_qspi.h"
#include "app_util_platform.h"
#include "nrf_log.h"
#include "nrf_log_ctrl.h"
#include "nrf_log_default_backends.h"
#include "sdk_config.h"
#include "nrf_delay.h"
#include "avr/interrupt.h"
/*
* 这段代码的奇怪部分...或者说我不理解的地方
*
* 在Setup()中第一次READ之后，它成功读取了数据（返回0 = NRFX_SUCCESS），但状态标志
* 的高8位设置为0xFF，这导致nrfx_qspi_mem_busy_check()显示17（返回17 = NRFX_ERROR_BUSY）。
* 然而，用8掩码STATUS寄存器显示Ready Status = 1，QSPI已准备就绪！
* 这就是我编写QSPI_IsReady()的原因。
*
* 如果你尝试像这样设置nrf_qspi_phy_conf_t，它作为结构体不可见：
* QSPIConfig.phy_if {
* .xxx = yyy,
* .aaa = bbb
* };
*
* 我不知道48ms深度掉电模式（DPM）的意义是什么。
* 如果48ms内不使用，它会进入DPM，然后在收到指令时需要48ms来唤醒吗？
*
* 希望你喜欢这个小代码片段！随意修改和使用它。
* 感谢Case ID: 224515中的JM_Laird和Haakonish。
* 是的，我本可以让它更整洁，但真的需要将一些部分添加到项目中并在那里整理它们！
*/
// QSPI设置
#define QSPI_STD_CMD_WRSR 0x01
#define QSPI_STD_CMD_RSTEN 0x66
#define QSPI_STD_CMD_RST 0x99
#define QSPI_DPM_ENTER 0x0003 // 3 x 256 x 62.5ns = 48ms
#define QSPI_DPM_EXIT 0x0003
static uint32_t *QSPI_Status_Ptr = (uint32_t*) 0x40029604; // 为SEEED XIAO BLE - nRF52840设置
static nrfx_qspi_config_t QSPIConfig;
static nrf_qspi_cinstr_conf_t QSPICinstr_cfg;
static const uint32_t MemToUse = 64 * 1024; // 修改此值以创建更大的读写，64Kb是擦除的大小
static bool Debug_On = true;
static uint16_t pBuf[MemToUse / 2] = {0}; // 使用16位，因为这是此内存将要使用的格式
static uint32_t *BufMem = (uint32_t*) &pBuf;
static bool QSPIWait = false;
// QSPI设置完成
static void qspi_handler(nrfx_qspi_evt_t event, void *p_context) {
// UNUSED_PARAMETER(p_context);
// Serial.println("QSPI中断");
// if (event == NRFX_QSPI_EVENT_DONE) {
// QSPI_HasFinished = true;
// }
}
static void QSPI_Status(char ASender[]) { // 打印QSPI状态
Serial.print("(");
Serial.print(ASender);
Serial.print(") QSPI忙碌/空闲状态...结果 = ");
Serial.println(nrfx_qspi_mem_busy_check() & 8);
Serial.print("(");
Serial.print(ASender);
Serial.print(") QSPI状态标志 = 0x");
Serial.print(NRF_QSPI->STATUS, HEX);
Serial.print("（来自NRF_QSPI）或0x");
Serial.print(*QSPI_Status_Ptr, HEX);
Serial.println("（来自*QSPI_Status_Ptr）");
}
static void QSPI_PrintData(uint16_t *AnAddress, uint32_t AnAmount) {
uint32_t i;
Serial.print("数据：");
for (i = 0; i < AnAmount; i++) {
Serial.print(" 0x");
Serial.print(*(AnAddress + i), HEX);
}
Serial.println("");
}
static nrfx_err_t QSPI_IsReady() {
if (((*QSPI_Status_Ptr & 8) == 8) && (*QSPI_Status_Ptr & 0x01000000) == 0) {
return NRFX_SUCCESS;
} else {
return NRFX_ERROR_BUSY;
}
}
static nrfx_err_t QSPI_WaitForReady() {
while (QSPI_IsReady() == NRFX_ERROR_BUSY) {
if (Debug_On) {
Serial.print("*QSPI_Status_Ptr & 8 = ");
Serial.print(*QSPI_Status_Ptr & 8);
Serial.print(", *QSPI_Status_Ptr & 0x01000000 = 0x");
Serial.println(*QSPI_Status_Ptr & 0x01000000, HEX);
QSPI_Status("QSPI_WaitForReady");
}
}
return NRFX_SUCCESS;
}
static nrfx_err_t QSPI_Initialise() { // 初始化QSPI和NRF LOG
uint32_t Error_Code;
NRF_LOG_INIT(NULL); // 初始化NRF日志
NRF_LOG_DEFAULT_BACKENDS_INIT();
// QSPI配置
QSPIConfig.xip_offset = NRFX_QSPI_CONFIG_XIP_OFFSET;
QSPIConfig.pins = { // 为SEEED XIAO BLE - nRF52840设置
.sck_pin = 21,
.csn_pin = 25,
.io0_pin = 20,
.io1_pin = 24,
.io2_pin = 22,
.io3_pin = 23,
};
QSPIConfig.irq_priority = (uint8_t)NRFX_QSPI_CONFIG_IRQ_PRIORITY;
QSPIConfig.prot_if = {
// .readoc = (nrf_qspi_readoc_t)NRFX_QSPI_CONFIG_READOC,
.readoc = (nrf_qspi_readoc_t)NRF_QSPI_READOC_READ4O,
// .writeoc = (nrf_qspi_writeoc_t)NRFX_QSPI_CONFIG_WRITEOC,
.writeoc = (nrf_qspi_writeoc_t)NRF_QSPI_WRITEOC_PP4O,
.addrmode = (nrf_qspi_addrmode_t)NRFX_QSPI_CONFIG_ADDRMODE,
.dpmconfig = false,
};
QSPIConfig.phy_if.sck_freq = (nrf_qspi_frequency_t)NRF_QSPI_FREQ_32MDIV1; // 我必须这样做，因为它抱怨nrf_qspi_phy_conf_t不可见
// QSPIConfig.phy_if.sck_freq = (nrf_qspi_frequency_t)NRFX_QSPI_CONFIG_FREQUENCY;
QSPIConfig.phy_if.spi_mode = (nrf_qspi_spi_mode_t)NRFX_QSPI_CONFIG_MODE;
QSPIConfig.phy_if.dpmen = false;
// QSPI配置完成
// 设置QSPI以允许DPM但将其关闭
QSPIConfig.prot_if.dpmconfig = true;
NRF_QSPI->DPMDUR = (QSPI_DPM_ENTER << 16) | QSPI_DPM_EXIT; // 在Nordic Q&A页面上找到这个，设置深度掉电模式定时器
Error_Code = 1;
while (Error_Code != 0) {
Error_Code = nrfx_qspi_init(&QSPIConfig, NULL, NULL);
if (Error_Code != NRFX_SUCCESS) {
if (Debug_On) {
Serial.print("(QSPI_Initialise) nrfx_qspi_init返回：");
Serial.println(Error_Code);
}
} else {
if (Debug_On) {
Serial.println("(QSPI_Initialise) nrfx_qspi_init成功");
}
}
}
QSPI_Status("QSPI_Initialise（在QSIP_Configure_Memory之前）");
QSIP_Configure_Memory();
if (Debug_On) {
Serial.println("(QSPI_Initialise) 等待QSPI准备就绪...");
}
NRF_QSPI->TASKS_ACTIVATE = 1;
QSPI_WaitForReady();
if (Debug_On) {
Serial.println("(QSPI_Initialise) QSPI已准备就绪");
}
return QSPI_IsReady();
}
static void QSPI_Erase(uint32_t AStartAddress) {
uint32_t TimeTaken;
bool QSPIReady = false;
bool AlreadyPrinted = false;
if (Debug_On) {
Serial.println("(QSPI_Erase) 正在擦除内存");
}
while (!QSPIReady) {
if (QSPI_IsReady() != NRFX_SUCCESS) {
if (!AlreadyPrinted) {
QSPI_Status("QSPI_Erase（等待中）");
AlreadyPrinted = true;
}
} else {
QSPIReady = true;
QSPI_Status("QSPI_Erase（等待循环跳出）");
}
}
if (Debug_On) {
QSPI_Status("QSPI_Erase（完成等待）");
TimeTaken = millis();
}
if (nrfx_qspi_erase(NRF_QSPI_ERASE_LEN_64KB, AStartAddress) != NRFX_SUCCESS) {
if (Debug_On) {
Serial.print("(QSPI_Initialise_Page) QSPI地址0x");
Serial.print(AStartAddress, HEX);
Serial.println("擦除失败！");
}
} else {
if (Debug_On) {
TimeTaken = millis() - TimeTaken;
Serial.print("(QSPI_Initialise_Page) QSPI花费");
Serial.print(TimeTaken);
Serial.println("ms擦除64Kb页面");
}
}
}
static void QSIP_Configure_Memory() {
// uint8_t temporary = 0x40;
uint8_t temporary[] = {0x00, 0x02};
uint32_t Error_Code;
QSPICinstr_cfg = {
.opcode = QSPI_STD_CMD_RSTEN,
.length = NRF_QSPI_CINSTR_LEN_1B,
.io2_level = true,
.io3_level = true,
.wipwait = QSPIWait,
.wren = true
};
QSPI_WaitForReady();
if (nrfx_qspi_cinstr_xfer(&QSPICinstr_cfg, NULL, NULL) != NRFX_SUCCESS) { // 发送复位使能
if (Debug_On) {
Serial.println("(QSIP_Configure_Memory) QSPI'发送复位使能'失败！");
}
} else {
QSPICinstr_cfg.opcode = QSPI_STD_CMD_RST;
QSPI_WaitForReady();
if (nrfx_qspi_cinstr_xfer(&QSPICinstr_cfg, NULL, NULL) != NRFX_SUCCESS) { // 发送复位命令
if (Debug_On) {
Serial.println("(QSIP_Configure_Memory) QSPI复位失败！");
}
} else {
QSPICinstr_cfg.opcode = QSPI_STD_CMD_WRSR;
QSPICinstr_cfg.length = NRF_QSPI_CINSTR_LEN_3B;
QSPI_WaitForReady();
if (nrfx_qspi_cinstr_xfer(&QSPICinstr_cfg, &temporary, NULL) != NRFX_SUCCESS) { // 切换到qspi模式
if (Debug_On) {
Serial.println("(QSIP_Configure_Memory) QSPI切换到QSPI模式失败！");
}
} else {
QSPI_Status("QSIP_Configure_Memory");
}
}
}
}
void setup() {
uint32_t Error_Code;
uint32_t TimeTaken;
uint16_t i;
delay(10000);
Serial.begin(9600);
while (!Serial) {}
if (Debug_On) {
Serial.println("(Setup) QSPI正在初始化...");
}
if (QSPI_Initialise() != NRFX_SUCCESS) {
if (Debug_On) {
Serial.println("(Setup) QSPI内存启动失败！");
}
} else {
if (Debug_On) {
Serial.println("(Setup) QSPI已初始化并准备就绪");
QSPI_Status("Setup（初始化后）");
}
}
if (Debug_On) {
Serial.print("(Setup) QSPI即将被读取然后擦除。当前忙碌状态 = ");
Serial.println(QSPI_IsReady());
}
// QSPI速度测试
if (Debug_On) {
QSPI_Status("Setup（读取前）");
TimeTaken = millis();
}
Error_Code = nrfx_qspi_read(pBuf, MemToUse, 0x0);
if (Debug_On) {
TimeTaken = millis() - TimeTaken;
Serial.print("(Setup) QSPI花费");
Serial.print(TimeTaken);
Serial.print("ms读取");
Serial.print(MemToUse / 1024);
Serial.print("Kb...读取结果 = ");
Serial.println(Error_Code);
QSPI_Status("Setup（读取后）");
QSPI_WaitForReady();
QSPI_PrintData(&pBuf[0], 10);
}
if (Debug_On) {
Serial.println("QSPI正在擦除64Kb内存");
}
QSPI_Erase(0);
if (Debug_On) {
Serial.println("(Setup) QSPI擦除后读取");
TimeTaken = millis();
}
QSPI_WaitForReady();
Error_Code = nrfx_qspi_read(pBuf, MemToUse, 0x0);
if (Debug_On) {
TimeTaken = millis() - TimeTaken;
Serial.print("(Setup) QSPI花费");
Serial.print(TimeTaken);
Serial.print("ms读取");
Serial.print(MemToUse / 1024);
Serial.print("Kb...读取结果 = ");
Serial.println(Error_Code);
QSPI_WaitForReady();
QSPI_PrintData(&pBuf[0], 10);
}
for (i = 0; i < MemToUse / 2; i++) {
pBuf[i] = i * 2;
}
QSPI_WaitForReady();
if (Debug_On) {
Serial.println("(Setup) QSPI写入前");
TimeTaken = millis();
}
Error_Code = nrfx_qspi_write(pBuf, MemToUse, 0x0);
if (Debug_On) {
TimeTaken = millis() - TimeTaken;
Serial.print("(Setup) QSPI花费");
Serial.print(TimeTaken);
Serial.print("ms写入");
Serial.print(MemToUse / 1024);
Serial.print("Kb...写入结果 = ");
Serial.println(Error_Code);
}
QSPI_WaitForReady();
if (Debug_On) {
Serial.println("(Setup) QSPI读取前");
TimeTaken = millis();
}
Error_Code = nrfx_qspi_read(pBuf, MemToUse, 0x0);
if (Debug_On) {
TimeTaken = millis() - TimeTaken;
Serial.print("(Setup) QSPI花费");
Serial.print(TimeTaken);
Serial.print("ms读取");
Serial.print(MemToUse / 1024);
Serial.print("Kb...读取结果 = ");
Serial.println(Error_Code);
QSPI_WaitForReady();
QSPI_PrintData(&pBuf[0], 10);
}
QSPI_WaitForReady();
QSPI_Status("Setup");
// QSPI速度测试完成
}
void loop() {
delay(10000);
}
该程序仅适用于 mbed 开发板，因此在编译和上传时，请在 mbed 选项卡下选择 XIAO nRF52840。
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