2021年10月29日 | stm32专题二十八：读写内部Flash

内部Flash       

       STM32芯片内部有一个FLASH存储器，主要用于存储代码。我们在电脑上编写好应用程序后，使用下载器把编译后的代码文件烧录到该内部FLASH中，由于FLASH存储器的内容在掉电后不会丢失，芯片重新上电复位后，内核可从内部FLASH中加载代码并运行。

       除了使用外部的工具（如下载器）读写内部FLASH外，STM32芯片在运行的时候，也能对自身的内部FLASH进行读写，因此，若内部FLASH存储了应用程序后还有剩余的空间，我们可以把它像外部SPI-FLASH那样利用起来，存储一些程序运行时产生的需要掉电保存的数据。

       由于访问内部FLASH的速度要比外部的SPI-FLASH快得多，所以在紧急状态下常常会使用内部FLASH存储关键记录；为了防止应用程序被抄袭，有的应用会禁止读写内部FLASH中的内容，或者在第一次运行时计算加密信息并记录到某些区域，然后删除自身的部分加密代码，这些应用都涉及到内部FLASH的操作。

如图所示为内部Flash结构（大容量）：

主要功能描述：

主存储器中保存了我们烧写到Flash中的程序；

启动程序代码（系统存储区）：是用户不能访问的区域，它在芯片出厂时已经固化了启动代码，它负责实现串口、USB以及CAN等ISP烧录功能；

用户选择字节（选项字节）：选项字节用于配置FLASH的读写保护、待机/停机复位、软件/硬件看门狗等功能；

主存储器：

       通常我们说STM32内部FLASH的时候，都是指这个主存储器区域，它是存储用户应用程序的空间，芯片型号说明中的256K FLASH、512K FLASH都是指这个区域的大小。

        主存储器分为256页，每页大小为2KB，共512KB。这个分页的概念，实质就是FLASH存储器的扇区，与其它FLASH一样，在写入数据前，要先按页（扇区）擦除。

对内部Flash的写入过程：

1 解锁：

闪存编程手册说明：

操作过程：

操作的寄存器：

2 页擦除：

闪存编程手册说明：

执行流程：

具体的实现过程：

涉及到的寄存器：

还有不常使用的全片擦除（防止破解）：

3 写入数据：

擦除完毕后即可写入数据，写入数据的过程并不是仅仅使用指针向地址赋值，赋值前还还需要配置一系列的寄存器，步骤如下：

检查 FLASH_SR 中的 BSY 位，以确认当前未执行任何其它的内部 Flash 操作；

将 FLASH_CR 寄存器中的 “激活编程寄存器位 PG” 置 1；

向指定的 FLASH 存储器地址执行数据写入操作，每次只能以 16位的方式写入；

等待 BSY 位被清零时，表示写入完成；

闪存编程手册中的描述：

操作内部Flash的库函数

解锁 + 上锁

void FLASH_Unlock(void)

{

  /* Authorize the FPEC of Bank1 Access */

  FLASH->KEYR = FLASH_KEY1;

  FLASH->KEYR = FLASH_KEY2;

}

void FLASH_Lock(void)

{

  /* Set the Lock Bit to lock the FPEC and the CR of  Bank1 */

  FLASH->CR |= CR_LOCK_Set;

}

擦除扇区

/**

  * @brief  Erases a specified FLASH page.

  * @note   This function can be used for all STM32F10x devices.

  * @param  Page_Address: The page address to be erased.

  * @retval FLASH Status: The returned value can be: FLASH_BUSY, FLASH_ERROR_PG,

  *         FLASH_ERROR_WRP, FLASH_COMPLETE or FLASH_TIMEOUT.

  */

FLASH_Status FLASH_ErasePage(uint32_t Page_Address)

{

  FLASH_Status status = FLASH_COMPLETE;

  /* 等待上一次操作完成 */

  status = FLASH_WaitForLastOperation(EraseTimeout);

  if(status == FLASH_COMPLETE)

  { 

    /* 准备擦除页 */

    FLASH->CR|= CR_PER_Set;

    FLASH->AR = Page_Address; 

    FLASH->CR|= CR_STRT_Set;

    /* 等待操作完成 */

    status = FLASH_WaitForLastOperation(EraseTimeout);

    /* 禁用页擦除 */

    FLASH->CR &= CR_PER_Reset;

  }

  return status;

}

闪存编程（一次必须写入16位）

/**

  * @brief  Programs a half word at a specified address.

  * @note   This function can be used for all STM32F10x devices.

  * @param  Address: specifies the address to be programmed.

  * @param  Data: specifies the data to be programmed.

  * @retval FLASH Status: The returned value can be: FLASH_ERROR_PG,

  *         FLASH_ERROR_WRP, FLASH_COMPLETE or FLASH_TIMEOUT. 

  */

FLASH_Status FLASH_ProgramHalfWord(uint32_t Address, uint16_t Data)

{

  FLASH_Status status = FLASH_COMPLETE;

  /* Wait for last operation to be completed */

  status = FLASH_WaitForLastOperation(ProgramTimeout);

  if(status == FLASH_COMPLETE)

  {

    /* if the previous operation is completed, proceed to program the new data */

    FLASH->CR |= CR_PG_Set;

    /* 把地址参数强制转换为指针，再通过指针操作写入数据 */

    *(__IO uint16_t*)Address = Data;

    /* Wait for last operation to be completed */

    status = FLASH_WaitForLastOperation(ProgramTimeout);

    /* Disable the PG Bit */

    FLASH->CR &= CR_PG_Reset;

  } 

  /* Return the Program Status */

  return status;

}

实验：读写内部Flash

/**

  * @brief  InternalFlash_Test,对内部FLASH进行读写测试

  * @param  None

  * @retval None

  */

int InternalFlash_Test(void)

{

uint32_t EraseCounter = 0x00; //记录要擦除多少页

uint32_t Address = 0x00; //记录写入的地址

uint32_t Data = 0x3210ABCD; //记录写入的数据

uint32_t NbrOfPage = 0x00; //记录写入多少页

FLASH_Status FLASHStatus = FLASH_COMPLETE; //记录每次擦除的结果

TestStatus MemoryProgramStatus = PASSED;//记录整个测试结果

  /* 解锁 */

  FLASH_Unlock();

  /* 计算要擦除多少页 */

  NbrOfPage = (WRITE_END_ADDR - WRITE_START_ADDR) / FLASH_PAGE_SIZE;

  /* 清空所有标志位 */

  FLASH_ClearFlag(FLASH_FLAG_EOP | FLASH_FLAG_PGERR | FLASH_FLAG_WRPRTERR);

  /* 按页擦除*/

  for(EraseCounter = 0; (EraseCounter < NbrOfPage) && (FLASHStatus == FLASH_COMPLETE); EraseCounter++)

  {

    FLASHStatus = FLASH_ErasePage(WRITE_START_ADDR + (FLASH_PAGE_SIZE * EraseCounter));

}

  /* 向内部FLASH写入数据 */

  Address = WRITE_START_ADDR;

  while((Address < WRITE_END_ADDR) && (FLASHStatus == FLASH_COMPLETE))

  {

    FLASHStatus = FLASH_ProgramWord(Address, Data);

    Address = Address + 4;

  }

  FLASH_Lock();

  /* 检查写入的数据是否正确 */

  Address = WRITE_START_ADDR;

  while((Address < WRITE_END_ADDR) && (MemoryProgramStatus != FAILED))

  {

    if((*(__IO uint32_t*) Address) != Data)

    {

      MemoryProgramStatus = FAILED;

    }

    Address += 4;

  }

return MemoryProgramStatus;

}

主要流程：

实验结果：