2018年09月13日 | STM32 FLASH读、写、擦除

编译环境：我用的是(Keil)MDK4.7.2   
stm32库版本：我用的是3.5.0
一、本文不对FLASH的基础知识做详细的介绍，不懂得地方请查阅有关资料。
　　对STM32 内部FLASH进行编程操作，需要遵循以下流程：
　　FLASH解锁
　　清除相关标志位
　　擦除FLASH(先擦除后写入的原因是为了工业上制作方便，即物理实现方便)
　　写入FLASH
　　锁定FLASH
实例：
#define FLASH_PAGE_SIZE    ((uint16_t)0x400) //如果一页为1K大小
#define WRITE_START_ADDR   ((uint32_t)0x08008000)//写入的起始地址
#define WRITE_END_ADDR      ((uint32_t)0x0800C000)//结束地址
uint32_t EraseCounter = 0x00, Address = 0x00;//擦除计数，写入地址
uint32_t Data = 0x3210ABCD;//要写入的数据
uint32_t NbrOfPage = 0x00;//记录要擦除的页数
volatile FLASH_Status FLASHStatus = FLASH_COMPLETE;/*FLASH擦除完成标志*/
void main()
{
  /*解锁FLASH*/
　FLASH_Unlock();
  /*计算需要擦除FLASH页的个数 */
　NbrOfPage = (WRITE_END_ADDR - WRITE_START_ADDR) / FLASH_PAGE_SIZE;
  /* 清除所有挂起标志位 */
　 FLASH_ClearFlag(FLASH_FLAG_EOP | FLASH_FLAG_PGERR | FLASH_FLAG_WRPRTERR);        
  /* 擦除FLASH 页*/
　for(EraseCounter = 0; (EraseCounter < NbrOfPage) && (FLASHStatus == FLASH_COMPLETE); EraseCounter++)
　　  {
　　    FLASHStatus = FLASH_ErasePage(WRITE_START_ADDR + (FLASH_PAGE_SIZE * EraseCounter));
　　  }
  /* 写入FLASH  */
　Address = WRITE_START_ADDR;
　while((Address < WRITE_END_ADDR) && (FLASHStatus == FLASH_COMPLETE))
　　  {
　　    FLASHStatus = FLASH_ProgramWord(Address, Data);
　　    Address = Address + 4;
　　  }
/* 锁定FLASH  */
　FLASH_Lock();
}
二、FLASH 擦除（以及防止误擦除程序代码）
1、擦除函数
FLASH_Status FLASH_ErasePage(u32 Page_Address)只要（）里面的数是flash第xx页中对应的任何一个地址！就是擦除xx页全部内容！

防止误擦除有用程序代码的方法
方法一：首先要计算程序代码有多少，把FLASH存取地址设置在程序代码以外的地方，这样就不会破坏用户程序。原则上从0x0800 0000 + 0x1000 以后的FLASH空间都可以作为存储使用。如果代码量占了 0x3000， 那么存储在 0x0800 0000+ 0x4000 以后的空间就不会破坏程序了。
方法二：先在程序中定义一个const 类型的常量数组，并指定其存储位置（方便找到写入、读取位置），这样编译器就会分配你指定的空间将常量数组存入FLASH中。当你做擦除。读写操作时，只要在这个常量数组所在的地址范围就好。
　　const uint8_t table[10] __at(0x08010000) = {0x55} ;
　　MDK3.03A开始就支持关键字 __at() 。
　　需要加#include 

方法三：在程序中定义一个const 类型的常量数组，无需指定其存储位置。只要定义一个32位的变量存储这个数组的FLASH区地址就行。

　　uint32_t address;//STM32的地址是32位的
　　const uint8_t imageBuffer[1024] = {0,1,2,3,4,5,6,7};
　　address = (uint32_t) imageBuffer;/*用强制类型转换的方式，可以把FLASH中存储的imageBuffer[1024]的地址读到RAM中的变量address 里，方便找到写入、读取位置*/

方法四：利用写保护的方式（没研究明白）

三、FLASH写入
　　FLASH的写入地址必须是偶数（FLASH机制决定的FLASH写入的时候只能是偶数地址写入，必须写入半字或字，也就是2个字节或是4字节的内容）




四、FLASH 读取方法
　　*(uint32_t *)0x8000000;//读一个字
　　*(uint8_t *)0x8000000;//读一个字节;
　　*(uint16_t *)0x8000000;//读半字;  
　　举例：
　　uint8_t data;
　　data = *(uint8_t *)0x8000000;//就是读取FLASH中地址0x8000000处的数据
五、几个有用的子函数
/*
功能：向指定地址写入数据
参数说明：addr 写入的FLASH页的地址
          p    被写入变量的地址（数组中的必须是uint8_t类型，元素个数必须是偶数）
          Byte_Num 被写入变量的字节数（必须是偶数）
*/
　　void FLASH_WriteByte(uint32_t addr , uint8_t *p , uint16_t Byte_Num)
　　{
　　        uint32_t HalfWord;
　　        Byte_Num = Byte_Num/2;
　　        FLASH_Unlock();
　　        FLASH_ClearFlag(FLASH_FLAG_BSY | FLASH_FLAG_EOP | FLASH_FLAG_PGERR | FLASH_FLAG_WRPRTERR);
　　        FLASH_ErasePage(addr);
　　        while(Byte_Num --)
　　        {
　　                HalfWord=*(p++);
　　                HalfWord|=*(p++)<<8;
　　                FLASH_ProgramHalfWord(addr, HalfWord);
　　                addr += 2;
　　        }
　　        FLASH_Lock();
　　}
　　例：
　　uint8_t data[100];
　　FLASH_WriteByte(0x8000000 , data , 100);/*数组data的数据被写入FLASH中*/
/*
功能：从指定地址读取数据
参数说明：addr 从FLASH中读取的地址
          p    读取后要存入变量的地址（数组中的必须是uint8_t类型）
          Byte_Num 要读出的字节数
*/
　　void FLASH_ReadByte(uint32_t addr , uint8_t *p , uint16_t Byte_Num)
　　{
　　  while(Byte_Num--)
　　  {
　　   *(p++)=*((uint8_t*)addr++);
　　  }
　　}
　　例：
　　uint8_t data[101];
　　FLASH_ReadByte(0x8000001 , data , 101);/*FLASH中的数据被读入数组data中*/

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STM32 本身没有自带 EEPROM，但是 STM32 具有 IAP（在应用编程）功能，所以我们可以把它的 FLASH 当成 EEPROM 来使用

STM32 FLASH 简介

不同型号的 STM32，其 FLASH 容量也有所不同，最小的只有 16K 字节，最大的则达到了1024K 字节。战舰 STM32 开发板选择的 STM32F103ZET6 的 FLASH 容量为 512K 字节，属于大容量产品（另外还有中容量和小容量产品），

STM32 的闪存模块由：主存储器、信息块和闪存存储器接口寄存器等 3 部分组成。

主存储器，该部分用来存放代码和数据常数（如 const 类型的数据）。对于大容量产品，其被划分为 256 页，每页 2K 字节。注意，小容量和中容量产品则每页只有 1K 字节。从上图可以看出主存储器的起始地址就是 0X08000000，  B0、B1 都接 GND 的时候，就是从 0X08000000开始运行代码的。

信息块，该部分分为 2 个小部分，其中启动程序代码，是用来存储 ST 自带的启动程序，用于串口下载代码，当 B0 接 V3.3，B1 接 GND 的时候，运行的就是这部分代码。用户选择字节，则一般用于配置写保护、读保护等功能，

闪存存储器接口寄存器，该部分用于控制闪存读写等，是整个闪存模块的控制机构。

闪存的读取

内置闪存模块可以在通用地址空间直接寻址，任何 32 位数据的读操作都能访问闪存模块的内容并得到相应的数据。读接口在闪存端包含一个读控制器，还包含一个 AHB 接口与 CPU 衔接。这个接口的主要工作是产生读闪存的控制信号并预取 CPU 要求的指令块，预取指令块仅用于在 I-Code 总线上的取指操作，数据常量是通过 D-Code 总线访问的。这两条总线的访问目标是相同的闪存模块，访问 D-Code 将比预取指令优先级高

这里要特别留意一个闪存等待时间，因为 CPU 运行速度比 FLASH 快得多，STM32F103的 FLASH 最快访问速度≤24Mhz，如果 CPU 频率超过这个速度，那么必须加入等待时间，比如我们一般使用 72Mhz 的主频，那么 FLASH 等待周期就必须设置为 2，该设置通过 FLASH_ACR寄存器设置。

使用 STM32 的官方固件库操作 FLASH 的几个常用函数。这些函数和定义分布在文件 stm32f10x_flash.c 以及 stm32f10x_flash.h 文件中。

1.  锁定解锁函数

在对 FLASH 进行写操作前必须先解锁，解锁操作也就是必须在 FLASH_KEYR 寄存器写入特定的序列（KEY1 和 KEY2）,固件库函数实现很简单：

void FLASH_Unlock(void)；

同样的道理，在对 FLASH 写操作完成之后，我们要锁定 FLASH，使用的库函数是：

void FLASH_Lock(void)；

2.  写操作函数

固件库提供了三个 FLASH 写函数：

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);

顾名思义分别为：FLASH_ProgramWord 为  32 位字写入函数，其他分别为 16 位半字写入和用户选择字节写入函数。这里需要说明，32 位字节写入实际上是写入的两次 16 位数据，写完第一次后地址+2，这与我们前面讲解的 STM32 闪存的编程每次必须写入 16 位并不矛盾。写入 8位实际也是占用的两个地址了，跟写入 16 位基本上没啥区别。

3.  擦除函数

固件库提供三个 FLASH 擦除函数：

FLASH_Status FLASH_ErasePage(uint32_t Page_Address);

FLASH_Status FLASH_EraseAllPages(void);

FLASH_Status FLASH_EraseOptionBytes(void);

这三个函数可以顾名思义了，非常简单。

4.  获取 FLASH 状态

主要是用的函数是：

FLASH_Status FLASH_GetStatus(void)；

返回值是通过枚举类型定义的：

typedef enum

{ 

　　FLASH_BUSY = 1,//忙

　　FLASH_ERROR_PG,//编程错误

　　FLASH_ERROR_WRP,//写保护错误

　　FLASH_COMPLETE,//操作完成

　　FLASH_TIMEOUT//操作超时

}FLASH_Status;

从这里面我们可以看到 FLASH 操作的 5 个状态，每个代表的意思我们在后面注释了。

5.  等待操作完成函数

在执行闪存写操作时，任何对闪存的读操作都会锁住总线，在写操作完成后读操作才能正确地进行；既在进行写或擦除操作时，不能进行代码或数据的读取操作。所以在每次操作之前，我们都要等待上一次操作完成这次操作才能开始。使用的函数是：

FLASH_Status FLASH_WaitForLastOperation(uint32_t Timeout)

入口参数为等待时间，返回值是 FLASH 的状态，这个很容易理解，这个函数本身我们在固件库中使用得不多，但是在固件库函数体中间可以多次看到。

6.  读 FLASH 特定地址数据函数

有写就必定有读，而读取 FLASH 指定地址的半字的函数固件库并没有给出来，这里我们自己写的一个函数：

u16 STMFLASH_ReadHalfWord(u32 faddr)

{

return *(vu16*)faddr; 

}

//读取指定地址的半字(16位数据)

//faddr:读地址(此地址必须为2的倍数!!)

//返回值:对应数据.

u16 STMFLASH_ReadHalfWord(u32 faddr)

{

    return *(vu16*)faddr; 

}

#if STM32_FLASH_WREN    //如果使能了写 

//不检查的写入

//WriteAddr:起始地址

//pBuffer:数据指针

//NumToWrite:半字(16位)数 

void STMFLASH_Write_NoCheck(u32 WriteAddr,u16 *pBuffer,u16 NumToWrite) 

{                       

    u16 i;

    for(i=0;i

    {

        FLASH_ProgramHalfWord(WriteAddr,pBuffer[i]);

     WriteAddr+=2;//地址增加2.

    } 

} 

//从指定地址开始写入指定长度的数据

//WriteAddr:起始地址(此地址必须为2的倍数!!)

//pBuffer:数据指针

//NumToWrite:半字(16位)数(就是要写入的16位数据的个数.)

#if STM32_FLASH_SIZE<256

#define STM_SECTOR_SIZE 1024 //字节

#else 

#define STM_SECTOR_SIZE    2048

#endif         

u16 STMFLASH_BUF[STM_SECTOR_SIZE/2];//最多是2K字节

void STMFLASH_Write(u32 WriteAddr,u16 *pBuffer,u16 NumToWrite)    

{

    u32 secpos;     //扇区地址

    u16 secoff;     //扇区内偏移地址(16位字计算)

    u16 secremain; //扇区内剩余地址(16位字计算)     

     u16 i; 

    u32 offaddr; //去掉0X08000000后的地址

    if(WriteAddr=(STM32_FLASH_BASE+1024*STM32_FLASH_SIZE)))return;//非法地址

    FLASH_Unlock();                        //解锁

    offaddr=WriteAddr-STM32_FLASH_BASE;        //实际偏移地址.

    secpos=offaddr/STM_SECTOR_SIZE;            //扇区地址 0~127 for STM32F103RBT6

    secoff=(offaddr%STM_SECTOR_SIZE)/2;        //在扇区内的偏移(2个字节为基本单位.)

    secremain=STM_SECTOR_SIZE/2-secoff;        //扇区剩余空间大小 

    if(NumToWrite<=secremain)secremain=NumToWrite;//不大于该扇区范围

    while(1) 

    {    

        STMFLASH_Read(secpos*STM_SECTOR_SIZE+STM32_FLASH_BASE,STMFLASH_BUF,STM_SECTOR_SIZE/2);//读出整个扇区的内容

        for(i=0;i

        {

            if(STMFLASH_BUF[secoff+i]!=0XFFFF)break;//需要擦除      

        }

        if(i

        {

            FLASH_ErasePage(secpos*STM_SECTOR_SIZE+STM32_FLASH_BASE);//擦除这个扇区

            for(i=0;i

            {

                STMFLASH_BUF[i+secoff]=pBuffer[i];     

            }

            STMFLASH_Write_NoCheck(secpos*STM_SECTOR_SIZE+STM32_FLASH_BASE,STMFLASH_BUF,STM_SECTOR_SIZE/2);//写入整个扇区 

        }else STMFLASH_Write_NoCheck(WriteAddr,pBuffer,secremain);//写已经擦除了的,直接写入扇区剩余区间.                  

        if(NumToWrite==secremain)break;//写入结束了

        else//写入未结束

        {

            secpos++;                //扇区地址增1

            secoff=0;                //偏移位置为0      

             pBuffer+=secremain;     //指针偏移

            WriteAddr+=secremain;    //写地址偏移     

             NumToWrite-=secremain;    //字节(16位)数递减

            if(NumToWrite>(STM_SECTOR_SIZE/2))secremain=STM_SECTOR_SIZE/2;//下一个扇区还是写不完

            else secremain=NumToWrite;//下一个扇区可以写完了

        }     

    };    

    FLASH_Lock();//上锁

}

#endif

//从指定地址开始读出指定长度的数据

//ReadAddr:起始地址

//pBuffer:数据指针

//NumToWrite:半字(16位)数

void STMFLASH_Read(u32 ReadAddr,u16 *pBuffer,u16 NumToRead)     

{

    u16 i;

    for(i=0;i

    {

        pBuffer[i]=STMFLASH_ReadHalfWord(ReadAddr);//读取2个字节.

        ReadAddr+=2;//偏移2个字节.    

    }

}

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

//WriteAddr:起始地址

//WriteData:要写入的数据

void Test_Write(u32 WriteAddr,u16 WriteData)     

{

    STMFLASH_Write(WriteAddr,&WriteData,1);//写入一个字 

}