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stm32 FLASH 模擬 EEPROM 詳解

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ID:86860 發表于 2015-7-26 01:52 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
STM32 本身沒有自帶 EEPROM,但是 STM32 具有 IAP(在應用編程)功能,所以我們可以把它的 FLASH 當成 EEPROM 來使用

STM32 FLASH 簡介

不同型號的 STM32,其 FLASH 容量也有所不同,最小的只有 16K 字節,最大的則達到了1024K 字節。戰艦 STM32 開發板選擇的 STM32F103ZET6 的 FLASH 容量為 512K 字節,屬于大容量產品(另外還有中容量和小容量產品),

STM32 的閃存模塊由:主存儲器、信息塊和閃存存儲器接口寄存器等 部分組成。

主存儲器,該部分用來存放代碼和數據常數(如 const 類型的數據)。對于大容量產品,其被劃分為 256 頁,每頁 2K 字節。注意,小容量和中容量產品則每頁只有 1K 字節。從上圖可以看出主存儲器的起始地址就是 0X08000000,  B0B1 都接 GND 的時候,就是從 0X08000000開始運行代碼的。

信息塊,該部分分為 個小部分,其中啟動程序代碼,是用來存儲 ST 自帶的啟動程序,用于串口下載代碼,當 B0 接 V3.3,B1 接 GND 的時候,運行的就是這部分代碼。用戶選擇字節,則一般用于配置寫保護、讀保護等功能,

閃存存儲器接口寄存器,該部分用于控制閃存讀寫等,是整個閃存模塊的控制機構。

閃存的讀取

內置閃存模塊可以在通用地址空間直接尋址,任何 32 位數據的讀操作都能訪問閃存模塊的內容并得到相應的數據。讀接口在閃存端包含一個讀控制器,還包含一個 AHB 接口與 CPU 銜接。這個接口的主要工作是產生讀閃存的控制信號并預取 CPU 要求的指令塊,預取指令塊僅用于在 I-Code 總線上的取指操作,數據常量是通過 D-Code 總線訪問的。這兩條總線的訪問目標是相同的閃存模塊,訪問 D-Code 將比預取指令優先級高

這里要特別留意一個閃存等待時間,因為 CPU 運行速度比 FLASH 快得多,STM32F103的 FLASH 最快訪問速度≤24Mhz,如果 CPU 頻率超過這個速度,那么必須加入等待時間,比如我們一般使用 72Mhz 的主頻,那么 FLASH 等待周期就必須設置為 2,該設置通過 FLASH_ACR寄存器設置。

使用 STM32 的官方固件庫操作 FLASH 的幾個常用函數。這些函數和定義分布在文件 stm32f10x_flash.c 以及 stm32f10x_flash.h 文件中。

1.  鎖定解鎖函數

在對 FLASH 進行寫操作前必須先解鎖,解鎖操作也就是必須在 FLASH_KEYR 寄存器寫入特定的序列(KEY1 和 KEY2,固件庫函數實現很簡單:

void FLASH_Unlock(void);

同樣的道理,在對 FLASH 寫操作完成之后,我們要鎖定 FLASH,使用的庫函數是:

void FLASH_Lock(void);

2.  寫操作函數

固件庫提供了三個 FLASH 寫函數:

FLASH_Status FLASH_ProgramWord(uint32_t Address, uint32_t Data);

FLASH_Status FLASH_ProgramHalfWord(uint32_t Address, uint16_t Data);

FLASH_Status FLASH_ProgramOptionByteData(uint32_t Address, uint8_t Data);

顧名思義分別為:FLASH_ProgramWord 為  32 位字寫入函數,其他分別為 16 位半字寫入和用戶選擇字節寫入函數。這里需要說明,32 位字節寫入實際上是寫入的兩次 16 位數據,寫完第一次后地址+2,這與我們前面講解的 STM32 閃存的編程每次必須寫入 16 位并不矛盾。寫入 8位實際也是占用的兩個地址了,跟寫入 16 位基本上沒啥區別。

3.  擦除函數

固件庫提供三個 FLASH 擦除函數:

FLASH_Status FLASH_ErasePage(uint32_t Page_Address);

FLASH_Status FLASH_EraseAllPages(void);

FLASH_Status FLASH_EraseOptionBytes(void);

這三個函數可以顧名思義了,非常簡單。

4.  獲取 FLASH 狀態

主要是用的函數是:

FLASH_Status FLASH_GetStatus(void);

返回值是通過枚舉類型定義的:

typedef enum

  FLASH_BUSY = 1,//忙

  FLASH_ERROR_PG,//編程錯誤

  FLASH_ERROR_WRP,//寫保護錯誤

  FLASH_COMPLETE,//操作完成

  FLASH_TIMEOUT//操作超時

}FLASH_Status;

從這里面我們可以看到 FLASH 操作的 個狀態,每個代表的意思我們在后面注釋了。

5.  等待操作完成函數

在執行閃存寫操作時,任何對閃存的讀操作都會鎖住總線,在寫操作完成后讀操作才能正確地進行;既在進行寫或擦除操作時,不能進行代碼或數據的讀取操作。所以在每次操作之前,我們都要等待上一次操作完成這次操作才能開始。使用的函數是:

FLASH_Status FLASH_WaitForLastOperation(uint32_t Timeout)

入口參數為等待時間,返回值是 FLASH 的狀態,這個很容易理解,這個函數本身我們在固件庫中使用得不多,但是在固件庫函數體中間可以多次看到。

6.  讀 FLASH 特定地址數據函數

有寫就必定有讀,而讀取 FLASH 指定地址的半字的函數固件庫并沒有給出來,這里我們自己寫的一個函數:

u16 STMFLASH_ReadHalfWord(u32 faddr)

{

return *(vu16*)faddr; 

}




//讀取指定地址的半字(16位數據)
//faddr:讀地址(此地址必須為2的倍數!!)
//返回值:對應數據.
u16 STMFLASH_ReadHalfWord(u32 faddr)
{
return *(vu16*)faddr;
}


#if STM32_FLASH_WREN //如果使能了寫
//不檢查的寫入
//WriteAddr:起始地址
//pBuffer:數據指針
//NumToWrite:半字(16位)數
void STMFLASH_Write_NoCheck(u32 WriteAddr,u16 *pBuffer,u16 NumToWrite)
{
u16 i;
for(i=0;i<NumToWrite;i++)
{
FLASH_ProgramHalfWord(WriteAddr,pBuffer[i]);
WriteAddr+=2;//地址增加2.
}
}
//從指定地址開始寫入指定長度的數據
//WriteAddr:起始地址(此地址必須為2的倍數!!)
//pBuffer:數據指針
//NumToWrite:半字(16位)數(就是要寫入的16位數據的個數.)
#if STM32_FLASH_SIZE<256
#define STM_SECTOR_SIZE 1024 //字節
#else
#define STM_SECTOR_SIZE 2048
#endif
u16 STMFLASH_BUF[STM_SECTOR_SIZE/2];//最多是2K字節
void STMFLASH_Write(u32 WriteAddr,u16 *pBuffer,u16 NumToWrite)
{
u32 secpos; //扇區地址
u16 secoff; //扇區內偏移地址(16位字計算)
u16 secremain; //扇區內剩余地址(16位字計算)
u16 i;
u32 offaddr; //去掉0X08000000后的地址
if(WriteAddr<STM32_FLASH_BASE||(WriteAddr>=(STM32_FLASH_BASE+1024*STM32_FLASH_SIZE)))return;//非法地址
FLASH_Unlock(); //解鎖
offaddr=WriteAddr-STM32_FLASH_BASE; //實際偏移地址.
secpos=offaddr/STM_SECTOR_SIZE; //扇區地址 0~127 for STM32F103RBT6
secoff=(offaddr%STM_SECTOR_SIZE)/2; //在扇區內的偏移(2個字節為基本單位.)
secremain=STM_SECTOR_SIZE/2-secoff; //扇區剩余空間大小
if(NumToWrite<=secremain)secremain=NumToWrite;//不大于該扇區范圍
while(1)
{
STMFLASH_Read(secpos*STM_SECTOR_SIZE+STM32_FLASH_BASE,STMFLASH_BUF,STM_SECTOR_SIZE/2);//讀出整個扇區的內容
for(i=0;i<secremain;i++)//校驗數據
{
if(STMFLASH_BUF[secoff+i]!=0XFFFF)break;//需要擦除
}
if(i<secremain)//需要擦除
{
FLASH_ErasePage(secpos*STM_SECTOR_SIZE+STM32_FLASH_BASE);//擦除這個扇區
for(i=0;i<secremain;i++)//復制
{
STMFLASH_BUF[i+secoff]=pBuffer[i];
}
STMFLASH_Write_NoCheck(secpos*STM_SECTOR_SIZE+STM32_FLASH_BASE,STMFLASH_BUF,STM_SECTOR_SIZE/2);//寫入整個扇區
}else STMFLASH_Write_NoCheck(WriteAddr,pBuffer,secremain);//寫已經擦除了的,直接寫入扇區剩余區間.
if(NumToWrite==secremain)break;//寫入結束了
else//寫入未結束
{
secpos++; //扇區地址增1
secoff=0; //偏移位置為0
pBuffer+=secremain; //指針偏移
WriteAddr+=secremain; //寫地址偏移
NumToWrite-=secremain; //字節(16位)數遞減
if(NumToWrite>(STM_SECTOR_SIZE/2))secremain=STM_SECTOR_SIZE/2;//下一個扇區還是寫不完
else secremain=NumToWrite;//下一個扇區可以寫完了
}
};
FLASH_Lock();//上鎖
}
#endif


//從指定地址開始讀出指定長度的數據
//ReadAddr:起始地址
//pBuffer:數據指針
//NumToWrite:半字(16位)數
void STMFLASH_Read(u32 ReadAddr,u16 *pBuffer,u16 NumToRead)
{
u16 i;
for(i=0;i<NumToRead;i++)
{
pBuffer[i]=STMFLASH_ReadHalfWord(ReadAddr);//讀取2個字節.
ReadAddr+=2;//偏移2個字節.
}
}

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//WriteAddr:起始地址
//WriteData:要寫入的數據
void Test_Write(u32 WriteAddr,u16 WriteData)
{
STMFLASH_Write(WriteAddr,&WriteData,1);//寫入一個字
}



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