FLASH閃存（擦除、編譯）

FLASH閃存

文章目錄

FLASH閃存
- 1.存儲器映像位置
- 2.FLASH簡介
- 3.閃存模塊組織
- - 3.2閃存的共性：
- 4.FLASH基本結構
- - 4.1FLASH解鎖
  - 4.2使用指針訪問寄存器
- 5.選項字節
- - 5.1選項字節編程
  - 5.2選項字節擦除
- 6.相關函數介紹
- 7.讀取內部FLASH（實操）
- - 7.1接線圖
  - 7.2工程結構
  - 7.3代碼
- 8.讀取芯片ID（實操）
- - 8.1接線圖
  - 8.2代碼

閃存是一個通用的名詞，表示一種非易失性，掉電不丟失的存儲器。比如PSI的W25Q64芯片。

本節的內容是stm32的內部閃存，也就是我們下載程序的時候，這個程序所存儲的地方。

1.存儲器映像位置

存儲器映像

類型	起始地址	存儲器	用途
ROM	0x0800 0000	程序存儲器Flash	存儲C語言編譯后的程序代碼
	0x1FFF F000	系統存儲器	存儲BootLoader，用于串口下載
	0x1FFF F800	選項字節	存儲一些獨立于程序代碼的配置參數
RAM	0x2000 0000	運行內存SRAM	存儲運行過程中的臨時變量
	0x4000 0000	外設寄存器	存儲各個外設的配置參數
	0xE000 0000	內核外設寄存器	存儲內核各個外設的配置參數

其中程序存儲器是空間最大，最主要的部分，稱作主存儲器。

2.FLASH簡介

STM32F1系列的FLASH包含程序存儲器、系統存儲器和選項字節三個部分，通過閃存存儲器接口（外設）可以對程序存儲器和選項字節進行擦除和編程
讀寫FLASH的用途：
**利用程序存儲器的剩余空間來保存掉電不丟失的用戶數據 **
通過在程序中編程（IAP），實現程序的自我更新

在線編程（In-Circuit Programming – ICP）用于更新程序存儲器的全部內容，它通過JTAG、SWD協議或系統加載程序（Bootloader）下載程序
在程序中編程（In-Application Programming – IAP）可以使用微控制器支持的任一種通信接口下載程序

JTAG、SWD協議就是仿真器下載程序，就是目前使用的ST_Link使用SWD下載程序。每次下載都是把整個程序完全更新掉。

Bootloader串口下載，也是更新整個程序，這就是ICP下載方式。

3.閃存模塊組織

C8T6的閃存容量是64K，屬于中容量產品。

閃存組織模塊

啟動程序代碼：系統存儲器，存放的是原廠寫入的Bootloader，用于串口下載

用戶選擇字節：也就是選項字節，存放一些獨立的參數

閃存存儲器接口寄存器，實際上并不屬于閃存，地址都是40開頭的，說明這個存儲器接口寄存器，就是一個普通的外設和GPIO、定時器，串口等等都是一個性質的東西，都是SARM。

簡言之，閃存存儲器接口寄存器就是上面那些閃存的管理員，這些寄存器就是用來控制擦除和編程這個過程的

閃存的基本單位為頁，共128K，而C8T6只有一半，為64頁，共64K。所說的閃存的容量也只是主存儲器的容量。

3.2閃存的共性：

寫入前必須擦除
擦除必須以最小單位進行
擦除后數據位全變為1
數據只能1寫0，不能0寫1
擦除和寫入之后都需要等待忙

4.FLASH基本結構

分為程序存儲器，系統存儲器和選項字節三部分。

FLASH基本結構

4.1FLASH解鎖

FPEC共有三個鍵值：
- RDPRT鍵 = 0x000000A5
- KEY1 = 0x45670123
- KEY2 = 0xCDEF89AB
解鎖：
- 復位后，FPEC被保護，不能寫入FLASH_CR
- 在FLASH_KEYR先寫入KEY1，再寫入KEY2，解鎖
- 錯誤的操作序列會在下次復位前鎖死FPEC和FLASH_CR
加鎖：設置FLASH_CR中的LOCK位鎖住FPEC和FLASH_CR(就是LOCK位寫入1就好了)

4.2使用指針訪問寄存器

使用指針讀指定地址下的存儲器：
- uint16_t Data = *((__IO uint16_t *)(0x08000000));
使用指針寫指定地址下的存儲器：
- *((__IO uint16_t *)(0x08000000)) = 0x1234;
其中：
- #define __IO volatile

讀直接讀寫入，寫需要先解鎖。

5.選項字節

選項字節

RDP：寫入RDPRT鍵（0x000000A5）后解除讀保護
USER：配置硬件看門狗和進入停機/待機模式是否產生復位
Data0/1：用戶可自定義使用
WRP0/1/2/3：配置寫保護，每一個位對應保護4個存儲頁（中容量）

寫入RDP存儲器時，要在對應的存儲器寫入反碼。（寫入RDP時要在nRDP寫入對應的反碼）。如果不是反碼的關系，則代表數據無效，對應功能不執行。

5.1選項字節編程

檢查FLASH_SR的BSY位，以確認沒有其他正在進行的編程操作
解鎖FLASH_CR的OPTWRE位
設置FLASH_CR的OPTPG位為1
寫入要編程的半字到指定的地址
等待BSY位變為0
讀出寫入的地址并驗證數據*

5.2選項字節擦除

檢查FLASH_SR的BSY位，以確認沒有其他正在進行的閃存操作
解鎖FLASH_CR的OPTWRE位
設置FLASH_CR的OPTER位為1
設置FLASH_CR的STRT位為1等待BSY位變為0
讀出被擦除的選擇字節并做驗證

6.相關函數介紹

void FLASH_SetLatency(uint32_t FLASH_Latency);
void FLASH_HalfCycleAccessCmd(uint32_t FLASH_HalfCycleAccess);
void FLASH_PrefetchBufferCmd(uint32_t FLASH_PrefetchBuffer);
//與內核運行代碼有關不需要太多了解。
void FLASH_Unlock(void);//解鎖
void FLASH_Lock(void);//加鎖，LOCK位設置為1
FLASH_Status FLASH_ErasePage(uint32_t Page_Address);//閃存擦除某一頁，參數給一頁的起始地址，返回值為執行狀態
FLASH_Status FLASH_EraseAllPages(void);//全擦除操作
FLASH_Status FLASH_EraseOptionBytes(void);//擦除選項字節
FLASH_Status FLASH_ProgramWord(uint32_t Address, uint32_t Data);//指定地址寫入字
FLASH_Status FLASH_ProgramHalfWord(uint32_t Address, uint16_t Data);//指定地址寫入半字
FLASH_Status FLASH_ProgramOptionByteData(uint32_t Address, uint8_t Data); //自定義的data0和data1
FLASH_Status FLASH_EnableWriteProtection(uint32_t FLASH_Pages);//寫保護
FLASH_Status FLASH_ReadOutProtection(FunctionalState NewState);//讀保護
FLASH_Status FLASH_UserOptionByteConfig(uint16_t OB_IWDG, uint16_t OB_STOP, uint16_t OB_STDBY);//用戶選項的三個配置位
//上面4個是選項字節的寫入
//對主閃存和選項字節，進行擦除和編程的函數
uint32_t FLASH_GetUserOptionByte(void);//獲取用戶選項的三個配置位
uint32_t FLASH_GetWriteProtectionOptionByte(void);//獲取寫保護狀態
FlagStatus FLASH_GetReadOutProtectionStatus(void);//獲取讀保護狀態
//獲取選項字節當前的狀態
FlagStatus FLASH_GetPrefetchBufferStatus(void);//獲取預取緩沖區狀態
void FLASH_ITConfig(uint32_t FLASH_IT, FunctionalState NewState);//中斷使能
FlagStatus FLASH_GetFlagStatus(uint32_t FLASH_FLAG);//獲取標志位
void FLASH_ClearFlag(uint32_t FLASH_FLAG);//清除標志位
FLASH_Status FLASH_GetStatus(void);//獲取狀態
FLASH_Status FLASH_WaitForLastOperation(uint32_t Timeout);//等待上一次操作，系統內部會調用，所以不用單獨調用

7.讀取內部FLASH（實操）

7.1接線圖

讀寫內部FLASH

7.2工程結構

這里打算弄兩個底層模塊：

最底層叫MY_FLASH:這里實現閃存最基本的三個功能：讀取、擦除和編程

上面層叫STORE：實現參數數據的讀寫和數據管理，定義一個SRAM數組，需要掉電不丟失的參數就寫到SRAM數組里，最后調用保存的函數，這個SRAM數組就自動備份到閃存里，上電后store初始化，會自動再把閃存里的數據讀回到SRAM數組里

最終實現的功能是：任意讀寫參數，并且這些參數是掉電不丟失的

7.3代碼

代碼部分主要就是對封裝完的庫函數進行調用。將數據封裝到，數組，再將數組的內容寫到閃存，在重新上電后再寫回去實現掉電不丟失。

主程序main.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "LED.h"
#include "KEY.h"
#include "OLED.h"
//#include "OLED_Font.h"
#include "Store.h"uint16_t KeyNum = 0;int main(void)
{/*模塊初始化*/OLED_Init();				//OLED初始化Key_Init();					//按鍵初始化Store_Init();				//參數存儲模塊初始化，在上電的時候將閃存的數據加載回Store_Data，實現掉電不丟失/*顯示靜態字符串*/OLED_ShowString(1, 1, "Flag:");OLED_ShowString(2, 1, "Data:");while (1){KeyNum = Key_getNum();		//獲取按鍵鍵碼if (KeyNum == 1)			//按鍵1按下{Store_Data[1] ++;		//變換測試數據Store_Data[2] += 2;Store_Data[3] += 3;Store_Data[4] += 4;Store_Save();			//將Store_Data的數據備份保存到閃存，實現掉電不丟失}if (KeyNum == 2)			//按鍵2按下{Store_Clear();			//將Store_Data的數據全部清0}OLED_ShowHexNum(1, 6, Store_Data[0], 4);	//顯示Store_Data的第一位標志位OLED_ShowHexNum(3, 1, Store_Data[1], 4);	//顯示Store_Data的有效存儲數據OLED_ShowHexNum(3, 6, Store_Data[2], 4);OLED_ShowHexNum(4, 1, Store_Data[3], 4);OLED_ShowHexNum(4, 6, Store_Data[4], 4);}
}

Store.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "MyFLASH.h"#define STORE_START_ADDRESS 0x0800FC00 //存儲的起始地址
#define STORE_COUNT			512		   //存儲數據的個數uint16_t Store_Data[STORE_COUNT];void Store_Init(void){//判斷是不是第一次使用if(MyFLASH_ReadHalfWord(STORE_START_ADDRESS)!=0xA5A5){//A5A5不是固定的，只是判斷是不是某個你設置的值，唯一，標志，IDMyFLASH_ErasePage(STORE_START_ADDRESS);MyFLASH_ProgramHalfWord(STORE_START_ADDRESS,0xA5A5);for(uint16_t i = 1;i<STORE_COUNT;i++){MyFLASH_ProgramHalfWord(STORE_START_ADDRESS+i*2,0x0000);}}for(uint16_t i = 0;i<STORE_COUNT;i++){Store_Data[i] = MyFLASH_ReadHalfWord(STORE_START_ADDRESS+i*2);}
}//保存：擦除界面后將數組的數據讀取到閃存界面
void Store_Save(void){MyFLASH_ErasePage(STORE_START_ADDRESS);//擦除指定頁for(uint16_t i = 0;i<STORE_COUNT;i++){MyFLASH_ProgramHalfWord(STORE_START_ADDRESS+i*2,Store_Data[i]);//將數組數據備份到閃存}
}//手動清除操作
void Store_Clear(void){for(uint16_t i = 1;i<STORE_COUNT;i++){Store_Data[i] = 0x0000;}Store_Save();
}

Store.h

#ifndef __STORE_H
#define __STORE_Hextern uint16_t Store_Data[];void Store_Init(void);
void Store_Save(void);
void Store_Clear(void);#endif

MyFLASH.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header//獲取32位的字
uint32_t MyFLASH_ReadWord(uint32_t Address){//stm32的地址都是32位的return *((__IO uint32_t * )(Address));
}//獲取16位的半字
uint16_t MyFLASH_ReadHalfWord(uint32_t Address){return *((__IO uint16_t * )(Address));
}
//獲取一字節
uint8_t MyFLASH_ReadByte(uint32_t Address){return *((__IO uint8_t * )(Address));//使用指針訪問
}//全擦除
void MyFLASH_EraseAllPages(void){FLASH_Unlock();//解鎖FLASH_EraseAllPages();//全擦除FLASH_Lock();//加鎖
}//頁擦除
void MyFLASH_ErasePage(uint32_t PageAddress){FLASH_Unlock();FLASH_ErasePage(PageAddress);FLASH_Lock();
}//寫入32位字
void MyFLASH_ProgramWord(uint32_t Address,uint32_t Data){FLASH_Unlock();FLASH_ProgramWord(Address,Data);FLASH_Lock();
}//寫入16位半字
void MyFLASH_ProgramHalfWord(uint32_t Address,uint16_t Data){FLASH_Unlock();FLASH_ProgramHalfWord(Address,Data);FLASH_Lock();
}

MyFLASH.h

#ifndef __MY_FLASH
#define __MY_FLASHuint32_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

8.讀取芯片ID（實操）

8.1接線圖

讀取芯片ID

8.2代碼

主程序部分主要是讀取 STM32F10x 系列微控制器的唯一設備標識符（UID）并通過 OLED 顯示。

main.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "LED.h"
#include "KEY.h"
#include "OLED.h"
//#include "OLED_Font.h"int main(void){OLED_Init();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){}
}