FLASH闪存

news2024/11/27 6:42:29

一、FLASH简介

1、FLASH简介

（1）STM32F1系列的FLASH包含程序存储器、系统存储器和选项字节三个部分，通过闪存存储器接口（外设）可以对程序存储器和选项字节进行擦除和编程

（2）读写FLASH的用途：     

                利用程序存储器的剩余空间来保存掉电不丢失的用户数据     

                通过在程序中编程（IAP），实现程序的自我更新

（3）在线编程（In-Circuit Programming – ICP）用于更新程序存储器的全部内容，它通过JTAG、SWD协议或系统加载程序（Bootloader）下载程序

（4）在程序中编程（In-Application Programming – IAP）可以使用微控制器支持的任一种通信接口下载程序

2、闪存模块组织

3、FLASH基本结构

4、FLASH解锁

（1）FPEC共有三个键值：     

                RDPRT键 = 0x000000A5（解除读保护的秘钥）

                KEY1 = 0x45670123     

                KEY2 = 0xCDEF89AB

（2）解锁：     

                复位后，FPEC被保护，不能写入FLASH_CR     

                在FLASH_KEYR先写入KEY1，再写入KEY2，解锁     

                错误的操作序列会在下次复位前锁死FPEC和FLASH_CR

（3）加锁：     

                设置FLASH_CR中的LOCK位锁住FPEC和FLASH_CR

5、使用指针访问存储器

（1）使用指针读指定地址下的存储器：     

                uint16_t Data = *((__IO uint16_t *)(0x08000000));

（2）使用指针写指定地址下的存储器：     

                *((__IO uint16_t *)(0x08000000)) = 0x1234;

（3）其中：     

                #define    __IO    volatile （易变的数据，防止编译器优化）

6、程序存储器

（1）编程

（2）页擦除

（3）全擦除

7、选项字节

（1）选项字节

        a.RDP：写入RDPRT键（0x000000A5）后解除读保护

        b.USER：配置硬件看门狗和进入停机/待机模式是否产生复位

        c.Data0/1：用户可自定义使用

        d.WRP0/1/2/3：配置写保护，每一个位对应保护4个存储页（中容量）

（2）选项字节编程

        a.检查FLASH_SR的BSY位，以确认没有其他正在进行的编程操作

        b.解锁FLASH_CR的OPTWRE位

        c.设置FLASH_CR的OPTPG位为1（即将写入选项字节）

        d.写入要编程的半字到指定的地址（指针写入操作）

        e.等待BSY位变为0

        f.读出写入的地址并验证数据

（3）选项字节擦除

        a.检查FLASH_SR的BSY位，以确认没有其他正在进行的闪存操作

        b.解锁FLASH_CR的OPTWRE位（选项字节里面有一个单独的解锁）

        c.设置FLASH_CR的OPTER位为1（即将擦除选项字节）

        d.设置FLASH_CR的STRT位为1（触发芯片，开始干活）

        e.等待BSY位变为0

        f.读出被擦除的选择字节并做验证

8、器件电子签名

（1）电子签名（ID号）存放在闪存存储器模块的系统存储区域，包含的芯片识别信息在出厂时编写，不可更改，使用指针读指定地址下的存储器可获取电子签名

（2）闪存容量寄存器：     

                基地址：0x1FFF F7E0     

                大小：16位

（3）产品唯一身份标识寄存器：     

                基地址： 0x1FFF F7E8     

                大小：96位

二、读写内部FLASH

1、按照以下接线方式连接，并将STLINK插到电脑上

2、FLASH函数驱动模块

（1）FLASH库函数的功能

（2）最底层:MyFLASH层

MyFLASH.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header

/*
	读取32位的字
*/
uint32_t MyFLASH_ReadWord(uint32_t Address)//地址必须是32位的
{
	return *((__IO uint32_t *)(Address));
}
	
/*
	读取16位的半字
*/
uint16_t MyFLASH_ReadHalfWord(uint32_t Address)
{
	return *((__IO uint16_t *)(Address));
}

/*
	读取8位的字节
*/
uint8_t MyFLASH_ReadByte(uint32_t Address)
{
	return *((__IO uint8_t *)(Address));
}

/*
	全擦除
*/
void MyFLASH_EraseAllPages(void)
{
	FLASH_Unlock();//解锁
	FLASH_EraseAllPages();//全擦除
	FLASH_Lock();//锁上
}

/*
	页擦除
*/
void MyFLASH_ErasePage(uint32_t PageAddress)
{
	FLASH_Unlock();//解锁
	FLASH_ErasePage(PageAddress);//页擦除
	FLASH_Lock();//锁上
}
	
/*
	编程写入一个字
*/
void MyFLASH_ProgramWord(uint32_t Address,uint32_t Data)
{
	FLASH_Unlock();//解锁
	FLASH_ProgramWord(Address,Data);//指定地址写字
	FLASH_Lock();//锁上
}	

/*
	编程写入一个半字
*/
void MyFLASH_ProgramHalfWord(uint32_t Address,uint16_t Data)
{
	FLASH_Unlock();//解锁
	FLASH_ProgramHalfWord(Address,Data);//指定地址写半字
	FLASH_Lock();//锁上
}

MyFLASH.h

#ifndef __MYFLASH_H
#define __MYFLASH_H

uint32_t MyFLASH_ReadWord(uint32_t Address);
uint16_t MyFLASH_ReadHalfWord(uint32_t Address);
uint8_t MyFLASH_ReadByte(uint32_t Address);

void MyFLASH_EraseAllPages(void);
void MyFLASH_ErasePage(uint32_t PageAddress);

void MyFLASH_ProgramWord(uint32_t Address,uint32_t Data);
void MyFLASH_ProgramHalfWord(uint32_t Address,uint16_t Data);

#endif

（3）MyFLASH层之上

Store.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "MyFLASH.h"

#define STORE_START_ADDRESS 0x0800FC00
#define STORE_COUNT  		512

uint16_t Store_Data[STORE_COUNT];

void Store_Init(void)
{
	if(MyFLASH_ReadHalfWord(STORE_START_ADDRESS) !=0xA5A5)
	{
		MyFLASH_ErasePage(STORE_START_ADDRESS);//擦除最后一页
		MyFLASH_ProgramHalfWord(STORE_START_ADDRESS,0xA5A5);//写入规定的标志位0xA5A5
		for(uint16_t i=1;i<STORE_COUNT;i++)
		{
			MyFLASH_ProgramHalfWord(STORE_START_ADDRESS +i*2,0x0000);//写0
		}
	}
	
	for(uint16_t i=0;i<STORE_COUNT;i++)//在上电的时候，把闪存备份的地址的数据，恢复到SRAM数组里
	{
		Store_Data[i] = MyFLASH_ReadHalfWord(STORE_START_ADDRESS +i*2);//读闪存数据并存到SRAM数组里
	}

}

/*
	把SRAM的所有内容备份到闪存
*/
void Store_Save(void)
{
	MyFLASH_ErasePage(STORE_START_ADDRESS);//擦除最后一页
	for(uint16_t i=0;i<STORE_COUNT;i++)//在上电的时候，把闪存备份的地址的数据，恢复到SRAM数组里
	{
		MyFLASH_ProgramHalfWord(STORE_START_ADDRESS +i*2,Store_Data[i]);//把SRAM的所有内容备份到闪存的最后一页
	}
}	

/*
	把SRAM的所有内容备份到闪存
*/
void Store_Clear(void)
{
	for(uint16_t i=1;i<STORE_COUNT;i++)
	{
		Store_Data[i] = 0x0000;
	}
	Store_Save();//把这个更改更新到闪存里
}

Store.h

#ifndef __STORE_H
#define __STORE_H

extern uint16_t Store_Data[];

void Store_Init(void);
void Store_Save(void);
void Store_Clear(void);


#endif

3、main.c文件

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Store.h"
#include "button.h"

uint8_t KeyNum;

int main(void)
{
	OLED_Init();
	Button_Init();
	Store_Init();//第一次使用时，初始化闪存，把闪存备份的数据加载回SRAM数组，实现SRAM数组上电不丢失
	
	OLED_ShowString(1,1,"Flag:");
	OLED_ShowString(2,1,"Data:");

	while(1)
	{
		KeyNum = Button_GetNum();
		
		if(KeyNum ==1)
		{
			Store_Data[1] ++;
			Store_Data[2] +=2;
			Store_Data[3] +=3;
			Store_Data[4] +=4;
			Store_Save();
		}
		if(KeyNum == 2)
		{
			Store_Clear();
		}
		OLED_ShowHexNum(1,6,Store_Data[0],4);
		OLED_ShowHexNum(3,1,Store_Data[1],4);
		OLED_ShowHexNum(3,6,Store_Data[2],4);
		OLED_ShowHexNum(4,1,Store_Data[3],4);
		OLED_ShowHexNum(4,6,Store_Data[4],4);
	}
}

4、实现效果

读写内部FLASH

5、存在问题

（1）目前闪存的前面部分存储的是程序文件，最后一页存储的是用户数据，如果程序较大，触及到了最后一页，那程序和用户数据存储的位置就冲突了，这时就可以给程序文件限定一个存储范围，不让它分配到后面我们用户数据的空间来

（2）配置下载选项，擦除扇区，用到多少就擦除多少，下载速度更快

（3）想知道目前程序编译后占多大空间

全部编译一下

或者双击Target1查看.map文件

三、读取芯片ID

1、main.c文件

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"


int main(void)
{
	OLED_Init();
	
	OLED_ShowString(1,1,"F_SIZE:");
	OLED_ShowHexNum(1,8,*((__IO uint16_t *)(0x1FFFF7E0)),4);
	
	OLED_ShowString(2,1,"U_ID:");
	OLED_ShowHexNum(2,6,*((__IO uint16_t *)(0x1FFFF7E8)),4);
	OLED_ShowHexNum(2,11,*((__IO uint16_t *)(0x1FFFF7E8 + 0x02)),4);
	OLED_ShowHexNum(3,1,*((__IO uint32_t *)(0x1FFFF7E8 + 0x04)),8);
	OLED_ShowHexNum(4,1,*((__IO uint32_t *)(0x1FFFF7E8 + 0x08)),8);
	
	while(1)
	{
		
	}
}

2、实现效果

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