2019年07月26日 | STM32操作访问flash，包括写入数据到flash和从flash读取数据

序言：flash相关知识背景

STM32中存储区分为：随机存取存储器RAM和只读存储器ROM。

其中：

RAM为常说的内存，比如手机的2G内存4G内存等，就是程序跑起来的时候所占用的存储空间，特点是掉电数据丢失。

ROM为常说的硬盘，比如手机的64G和128G等，可以简单的理解为硬盘的存储空间，特点是掉电数据不丢失，所以又叫“非易失性存储器件”。

ROM又包含：EEPROM和flash。

画个嵌入式产品存储器件的思维导图如下（如有什么地方不对，恳请大神们进行指正）：

作为ROM的一份子，flash的特点自然是掉电数据不丢失。但是，flash在STM32中比较重要，程序也是保存在这个地方，所以轻易不让用户进行随意的读写，以避免不必要的问题。

而这篇博客就先简单记录一下flash的访问流程和方法（读和写），具体原理以后理解深刻了再做补充。

一、FLASH操作流程与操作选址

1.1 FLASH操作流程

Flash操作已经属于嵌入式设备中很底层的操作了，直接对地址进行存取，简单描述，Flash操作大致需要以下流程：

1、确定要写入Flash的首地址（稍后介绍确定地址的方法）

2、解锁Flash

3、对Flash进行操作（写入数据）

4、对Flash重新上锁

1.2 如何查找并选定要写入Flash十六进制地址

要想选定安全的Flash地址进行读写，可以根据自己的STM32 MCU型号，查找数据手册，确定FLASH的地址区段，因为起始段会存储代码，所以一定要避开起始段，以避免数据错误。（我一般是根据Flash大小计算Flash的最末尾地址，往前推一段地址空间，在这里一般不会对代码中的数据产生覆盖等影响）

我此次操作Flash使用的MCU是STM32F103C8T6，所以以该型号MCU为例进行描述：

在数据手册中，可以看到STM32F103C8T6的flash起始地址是0x0800 0000（如下图所示），而STM32F103C8T6的Flash大小为64K，可以计算出STM32F103C8T6的Flash地址范围是：0x0800 0000——0x0800 FFFF（计算方法参考另一篇博客：STM32内存大小与地址的对应关系以及计算方法）。这里选取0x0800 F000作为读写操作的起始地址，对于C8T6这款MCU，操作这个起始地址应该算是很安全的范围了。

二、Flash基本知识点

2.1 Flash容量

Flash根据容量大小可以分为以下三种：

1、小容量产品：Flash大小为1-32KB（STM32F10X_LD）

2、中容量产品：Flash大小为64-128KB（STM32F10X_MD）

3、大容量产品：Flash大小为256KB以上（STM32F10X_HD）

2.2 ST库对Flash操作的支持

ST库中对Flash操作主要提供了以下几类操作API函数：

1、Flash解锁、锁定函数

void FLASH_Unlock(void);    //解锁函数：在对Flash操作之前必须解锁

void FLASH_Lock(void);      //锁定函数：同理，操作完Flash之后必须重新上锁

2、Flash写操作函数

FLASH_Status FLASH_ProgramWord(uint32_t Address, uint32_t Data);             //32位字写入函数

FLASH_Status FLASH_ProgramHalfWord(uint32_t Address, uint16_t Data);         //16位半字写入函数

FLASH_Status FLASH_ProgramOptionByteData(uint32_t Address, uint8_t Data);    //用户选择字节写入函数

      注：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、Flash擦除函数

FLASH_Status FLASH_ErasePage(uint32_t Page_Address);

FLASH_Status FLASH_EraseAllPages(void);

FLASH_Status FLASH_EraseOptionBytes(void);

4、获取Flash状态

FLASH_Status FLASH_GetStatus(void);

1

      获取Flash状态函数，主要是为了获取Flash的状态，以便于根据状态对Flash进行操作。该函数返回值是通过枚举类型定义的，在代码中可以看到FLASH_Status类型定义如下（具体含义看注释即可）：

*

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;

5、等待操作完成函数

FLASH_Status FLASH_WaitForLastOperation(uint32_t Timeout);

1

注：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。

三、OK，上干货，上代码

根据ST库提供的上述函数，我们可以自己编写Flash的读写操作代码如下：

3.1 先定义一个Flash操作的起始地址宏定义和Flash状态指示标志位

#define STARTADDR 0x0800F000 //STM32F103C8T6适用

volatile FLASH_Status FLASHStatus = FLASH_BUSY; //Flash操作状态变量

3.2 编写各个读写函数

/*

 * Name:     WriteFlashOneWord

 * Function: 向内部Flash写入32位数据

 * Input:     WriteAddress：数据要写入的目标地址（偏移地址）

 *              WriteData：   写入的数据

 */

void WriteFlashOneWord(uint32_t WriteAddress, uint32_t WriteData)

{   

    FLASH_UnlockBank1();

    FLASH_ClearFlag(FLASH_FLAG_EOP | FLASH_FLAG_PGERR | FLASH_FLAG_WRPRTERR);

    FLASHStatus = 1;    //清空状态指示标志位

    FLASHStatus = FLASH_ErasePage(STARTADDR);  

    if(FLASHStatus == FLASH_COMPLETE)   

    {  

        FLASHStatus = 1;    //清空状态指示标志位

        FLASHStatus = FLASH_ProgramWord(STARTADDR+WriteAddress, WriteData); //flash.c 中API函数

    }

    FLASHStatus = 1;    //清空状态指示标志位

    FLASH_LockBank1();    

}

/*

 * Name:     WriteFlashData

 * Function: 向内部Flash写入数据

 * Input:     WriteAddress：数据要写入的目标地址（偏移地址）

 *             data[]：      写入的数据首地址

 *             num：         写入数据的个数

 */

void WriteFlashData(uint32_t WriteAddress, uint8_t data[], uint32_t num)

{

    uint32_t i = 0;

    uint16_t temp = 0;

FLASH_UnlockBank1();    //解锁flash

    FLASH_ClearFlag(FLASH_FLAG_EOP | FLASH_FLAG_PGERR | FLASH_FLAG_WRPRTERR); 

    FLASHStatus = 1;        //清空状态指示标志位

    FLASHStatus = FLASH_ErasePage(STARTADDR);//擦除整页

if(FLASHStatus == FLASH_COMPLETE)//flash操作完成

{

        FLASHStatus = 1;    //清空状态指示标志位

        for(i=0; i        {

            temp = (uint16_t)data[i];

            FLASHStatus = FLASH_ProgramHalfWord(STARTADDR+WriteAddress+i*2, temp);//写入数据

        }

}

    FLASHStatus = 1;    //清空状态指示标志位

FLASH_LockBank1();  //锁定flash

} 

/*

 * Name:     ReadFlashNBtye

 * Function: 从内部Flash读取N字节数据

 * Input:     ReadAddress：数据地址（偏移地址）

 *              ReadBuf：读取到的数据存放位置指针

 *              ReadNum：读取字节个数

 * Output:      读取的字节数

 */

int ReadFlashNBtye(uint32_t ReadAddress, uint8_t *ReadBuf, int32_t ReadNum)

{   

    int DataNum = 0;

    ReadAddress = (uint32_t)STARTADDR + ReadAddress;  

    while(DataNum < ReadNum)   

    {        

        *(ReadBuf + DataNum) = *(__IO uint8_t*) ReadAddress++;  

        DataNum++;     

    }

    return DataNum;    

}

/*

 * Name:     ReadFlashData

 * Function: 从内部Flash读取num字节数据

 * Input:     ReadAddress：数据地址（偏移地址）

 *              dest_Data：  读取到的数据存放位置指针

 *              num：        读取字节个数

 */

void ReadFlashData(uint32_t ReadAddress, uint8_t *dest_Data, uint32_t num)

{

    int i = 0;

    ReadAddress = (uint32_t)STARTADDR + ReadAddress; 

    while(i < num) 

    {

        *(dest_Data+i) = *(__IO uint16_t*) ReadAddress;

        ReadAddress += 2;

        i++;

    }

}