Flash基础入门:STM32F系列单片机内部FLASH编程
小标 2018-05-29 来源 : 阅读 2488 评论 0

摘要:在Flash基础入门中,STM32F系列单片机内部含有较大容量的FLASH存储器,但没有EEPROM存储器,有时候对于参数的保存不得不另外加一片EEPROM芯片。这对于现如今大部分MCU都是FLASH+EEPROM的配置而言,显的相当的不厚道,尤其是从AVR转过来的开发者们,极为不方便。希望对大家学习Flash基础入门有所帮助。

    在Flash基础入门中,STM32F系列单片机内部含有较大容量的FLASH存储器,但没有EEPROM存储器,有时候对于参数的保存不得不另外加一片EEPROM芯片。这对于现如今大部分MCU都是FLASH+EEPROM的配置而言,显的相当的不厚道,尤其是从AVR转过来的开发者们,极为不方便。希望对大家学习Flash基础入门有所帮助。

    考虑到STM32F系列自身FLASH容量较大,且有自编程功能,所以很多时候可选择用FLASH模拟EEPROM,存储参数。STM32F系列的FLASH容量一般都足够大,笔者的所有设计中,最高也只用到其相应FLASH的60%左右,还有很多未用到的空间,用于存储参数还是相当方便的。另外,操作FLASH还能方便的实现IAP功能,这对于某些应用,是非常实用的。

  STM32F系列MCU的FLASH的编程其实是非常简单的,它内部有一个FPEC模块专门用于管理FLASH操作,包括高压产生、擦除、写入等等过程,在ST官文PM0042这篇Application note里面,有详细介绍其编程流程及实现方法。顺便吐糟下,ST文档的一贯风格,介绍的不明不白,文档写的乱七八糟,这与Atmel/Freescal/Microchip等公司的文档基本不在一个水平上。吐糟的重点是:如果完全按文档,基本调试会换败。

  继续:文档中有些地方没有说明白,用库的话,不用关心很多细节,但是我们这类寄存器族,就没办法去放过每一个细节了,如果你也用寄存器编程,那你有福了。

  以下是我对FLASH编程的实现,流程,相然还是参考PM0042,细节说不清楚,但流程应该不致于出错,否则也不应该弄个PM0042出来误人了。主要以下几个实现:

1. FLASH忙状态判断与等待。

2. FLASH的加锁与解锁。

3. FLASH的页/片擦除。

4. FLASH的数据写入。

5. FLASH的数据读出。

  

  程序用到的几个定义:

[cpp] view plain copy
1. #define FLASH_ADDR_START    0x08000000      //FLASH起始地址  
2. #define FLASH_PAGE_SIZE     2048            //FLASH页大小  
3. #define FLASH_PAGE_COUNT    256         //FLASH页总数

 

      一、FLASH的忙状态判断。

    按照手册介绍,我们弄不清楚到底是从BSY位判断,还是EOP位判断,PM0042里面一会是BSY位,一会是EOP位,也没有明确指出各自的条件,经反复测试与检验,BSY位才是忙检测的最佳选择,但是用EOP位也行,程序也能运行,不知道为什么。 

[cpp] view plain copy
1. /*------------------------------------------------------------------------------- 
2.  Func: FLASH操作忙判断 
3.  Note: return 0/OK   >0/timeout 
4. ------------------------------------------------------------------------------*/  
5. uint8 Flash_WaitBusy(void)  
6. {  
7.     uint16 T=1000;  
8.     do{  
9.         if(!(FLASH->SR&FLASH_SR_BSY))return 0;  
10.     }while(--T);  
11.     return 0xFF;  
12. }

  以上,加入了超时返回,虽然几乎不会发生,但还是为安全考虑。

  二、FALSH的加锁与解锁。

  按照PM0042给出的描述,这个没什么悬念和问题,直接操作KEYR即可。 

[cpp] view plain copy
1. // Ltype=0/解锁   Ltype>0/加锁  
2. void Flash_LockControl(uint8 Ltype)  
3. {  
4.     if(Ltype==0){  
5.         if(FLASH->CR&FLASH_CR_LOCK){  
6.             FLASH->KEYR=0x45670123;  
7.             FLASH->KEYR=0xCDEF89AB;  
8.         }  
9.     }else  FLASH->CR|=FLASH_CR_LOCK;  
10. }

 

  三、FLASH的页/片擦除。

  根据文档给出的流程,我们只能按页擦除和片擦除,页大小从低容量到大容量略有不同,大容量为2048字节/页,其它为1024字节/页,且写入地址必面按页对齐,一定要注意。页擦除和片擦除流程分别如下: 

  上面的流程没有给出BSY之后的处理,事实上,还有其它的工作要做,仔细看编程手册上对于FLASH->CR寄存器相关位置位与复位的描述。

[cpp] view plain copy
1. /*------------------------------------------------------------------------------- 
2.  Func: 擦除FLASH 
3.  Note: PageIndex/页编号  PageCount/页数[=0xFFFF为片擦除]  
4. -------------------------------------------------------------------------------*/  
5. uint8 Flash_EreasePage(uint16 PageIndex,uint16 PageCount)  
6. {  
7.     uint8  R;  
8.     if(PageCount==0)return 0xFF;  
9.     Flash_LockControl(0);                           //FLASH解锁  
10.     if((PageIndex==0xFFFF)&&(PageCount==0xFFFF)){               //全片擦除  
11.         FLASH->CR|=FLASH_CR_MER;                 //设置整片擦除  
12.         FLASH->CR|=FLASH_CR_STRT;                    //启动擦除过程  
13.         R=Flash_WaitBusy();                     //等待擦除过程结束  
14.         if(!(FLASH->SR&FLASH_SR_EOP))R=0xFF;             //等待擦除过程结束  
15.         FLASH->SR|=FLASH_SR_EOP;  
16.         FLASH->CR&=(~(FLASH_CR_STRT|FLASH_CR_MER));  
17.         Flash_LockControl(1);                       //锁定FLASH  
18.         return R;  
19.     }  
20.     while(PageCount--){  
21.         FLASH->CR|=FLASH_CR_PER;                 //选择页擦除           
22.         FLASH->AR=(uint32)PageIndex*FLASH_PAGE_SIZE;         //设置页编程地址  
23.         FLASH->CR|=FLASH_CR_STRT;                    //启动擦除过程  
24.         R=Flash_WaitBusy();                     //等待擦除过程结束  
25.         if(R!=0)break;                          //擦除过程出现未知错误  
26.         if(!(FLASH->SR&FLASH_SR_EOP))break;              //等待擦除过程结束  
27.         FLASH->SR|=FLASH_SR_EOP;  
28.         PageIndex++;  
29.         if(PageIndex>=FLASH_PAGE_COUNT)PageCount=0;    
30.     }  
31.     FLASH->CR&=(~(FLASH_CR_STRT|FLASH_CR_PER));  
32.     Flash_LockControl(1);                           //重新锁定FLASH  
33.     return R;  
34. }

  以上方法将FLASH页擦除和片擦除放到一起,页擦除时可以擦除连续的指定页数。在BSY之后又判断了EOP位,并复位STRT和PER或MER位,这是PM0042里面没有提到的,完全没有提到,只有CR寄存器描述中稍有提到,但是非常重要。

  三、FLASH的数据写入,即编程。

  按文档PM0042第9页描述,STM32F系列编程时只能按16位写入,这点要非常清楚,切记。手册给出的流程:

 

 

  以上流程也是一样,在BSY之后并没有合理的善后工作,事实上,读出数据并检验这将使数据写入过程更慢,占用时间,同时,笔者也认为几乎没必要这样每次都处理。一般的做法是,先全部写,写完后再读出来检查与比较。

[cpp] view plain copy
1. /*------------------------------------------------------------------------------- 
2.  Func: 编程FLASH 
3.  Note: Addr/编程地址 Buffer/数据源 Length/长度  
4. -------------------------------------------------------------------------------*/  
5. uint8 Flash_WriteDatas(uint32 Addr,uint16 *Buffer,uint16 Length)  
6. {  
7.     uint8  R=0;  
8.     uint16 *FlashAddr=(uint16 *)Addr;  
9.     Flash_LockControl(0);       //解锁FLASH  
10.     while(Length--){                                                  
11.         FLASH->CR|=FLASH_CR_PG;                                                
12.         *FlashAddr++=*Buffer++; //写入数据  
13.         R=Flash_WaitBusy(); //等待编程结束  
14.         if(R!=0)break;  
15.         if(!(FLASH->SR&FLASH_SR_EOP))break;  //等待编程结束  
16.         FLASH->SR|=FLASH_SR_EOP;  
17.     }  
18.     Flash_LockControl(1);  
19.     return R;  
20. }

  以上方法实现了数据的写入过程,应当注意的是,FLASH的写入实际上只能把原数据的高电平位写入低电平位,即只能从位1写成位0,因此必须保证所写入的这地址在此之前已被擦除过,否则可能写入不正确。但不会有任何的错误发生,只是实际写入的数据与想写入的数据不一样。

  最值得注意的是,PM0042前几页有反复提到,在进行FLASH写入时进行FLASH的读操作将会导致总线锁住,我实际的测试情况不是锁住,而是锁死,MCU死机。并没有得到PM0042里面所说的等写完后能进行读,而是直接死掉。

  四、FLASH数据的读出。

  这个是最简单的,就像从FLASH读取字符串一样,直接读取即可。

  

[cpp] view plain copy
1. void FLASH_ReadDatas(uint32 Addr,uint16 *Buffer,uint16 Length)  
2. {         
3.     uint16 *FlashAddr=(uint16 *)Addr;  
4.     while(Length--)*Buffer++=*FlashAddr++;  
5. }

以上方法实现数据读出,虽为uint16 类型,但实际上可为任意类型。

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最近发现在CSDN上发代码非常痛苦,越来越不好操作,不知道是否是不会弄。

本文由职坐标整理并发布,希望对同学们有所帮助。了解更多详情请关注职坐标常用软件Flash频道!

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