学习笔记——stm32Flash闪存

已于 2024-11-25 13:25:27 修改
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分类专栏： STM32 文章标签： 学习 笔记 stm32
于 2024-10-25 15:03:37 首次发布
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一、FLASH简介

1.1读写FLASH的用途：

1.2闪存模块组织

1.3FLASH基本结构

二、FLASH相关操作

2.1解锁

2.2指针访问寄存器

2.3擦除和编程

三、选项字节

3.1选项字节擦除

3.2选项字节编程

3.3 软件设置

四、器件电子签名

五、接口实现

5.1 底层

5.2 应用层

5.3 小应用

一、FLASH简介

STM32F1系列的FLASH由程序存储器（存储代码）、系统存储器（原厂写入不可修改的Bootloader）、选项字节（独立配置参数）三部分组成，其中程序存储器和选项字节可通过闪存存储器接口来操作（实际就是一个外设，相当于“管理员”，可进行擦除和编程）

关于bootloader，也叫自举程序，用途是程序自我更新，串口下载。在程序更新过程中，bootloader接收usart1数据，刷新到程序存储器，这时主程序还处于瘫痪状态。刷新完成，再启动主程序，就可以执行新程序，相当于“刷机”

1.1读写FLASH的用途：

  • 利用程序存储器中的剩余空间来保存需要掉电不丢失的用户数据
  • 程序中编程（IAP），实现程序的自我更新

IAP：In Application Programming，程序中编程，可支持任一种通信接口下载更新程序

ICP：In Circuit Programming，在线/电路中编程，用于更新程序存储器中的全部内容，它通过JTAG、SWD协议（ST-Link）或Bootloader（串口）进行下载程序

1.2闪存模块组织

以中容量为例：

1.3FLASH基本结构

二、FLASH相关操作

2.1解锁

对于FLASH的解锁（读不用解锁！）相当于W25Q64中的写使能，实际是对FLASH_KEYR寄存器进行操作

  • FPEC共有3个键值：PDPRT键、KEY1、KEY2（都可自定义）
  • 解锁操作通过先写KEY1、再写KEY2
  • 上锁通过FLASH_CR的LOCK位锁住FPEC和FLASH_CR
  • 复位后FPEC被保护不可写，误操作顺序会锁死直到复位

2.2指针访问寄存器

因为对于闪存的编程是以页为单位，为避免覆盖和有序使用，往往根据地址来操作，与地址相关当然用指针比较高效

  • 读寄存器：uint16_t Data = *((__IO uint16_t *)(0x8000 0400));       
  • 写寄存器:   *((__IO uint16_t *)(0x8000 0400)) = 0x1234;

其中：#define __IO volatile 表示易变数据，防止编译器优化。keil编译器默认是最低优化等级，对于编译器的优化可以用来去除无用的代码、降低代码空间，提高执行效率。但优化之后，可能会在某些地方弄巧成拙，比如利用变量计数空循环实现延时就可能被优化掉。另外，编译器还会利用缓存来加速代码，比如要频繁读写内存的某个数据，最常见的优化方式就是先把数据转移到高速缓存，在这里面进行读写速度会更高效，用完写回内存即可，但如果在读写过程中，同时程序有多个线程，比如中断函数中改变了原始数据，但高速缓存并不知情，就会导致更改数据不同步，这时候加上volatile就能避免这类问题

2.3擦除和编程

        1.全擦除流程

判断是否要解锁->FLASH_CR中的MER=1（表示全擦）、START=1（启动擦除）->循环擦除同时判断忙状态

void MYFLASH_EraseAllPages(void)//全擦除
{
	FLASH_Unlock();
	FLASH_EraseAllPages();
	FLASH_Lock();
}

        2.页擦除流程

判断是否要解锁->FLASH_CR中的PR=1（表示页擦）、写页起始地址选择要擦的页、START=1（启动擦除）->循环擦除同时判断忙状态

void MYFLASH_ErasePage(uint32_t Page_Address)//页擦除
{
	FLASH_Unlock();
	FLASH_ErasePage(Page_Address);
	FLASH_Lock();
}

        3.编程/写入

写前会自动检查有没有擦除（尤其是写1，因为FLASH里的数据只能由1变0而不能由0变1）

判断是否要解锁->FLASH_CR中的PG=1（表示编程）->在指定地址写入半字（启动编程）

void MYFLASH_WriteWord(uint32_t Address,uint32_t Data) //以字大小写数据
{
	FLASH_Unlock();
	FLASH_ProgramWord(Address,Data);
	FLASH_Lock();
}

void MYFLASH_WriteHalfWord(uint32_t Address,uint16_t Data) //以半字大小写数据
{
	FLASH_Unlock();
	FLASH_ProgramHalfWord(Address,Data);
	FLASH_Lock();
}
//写入字节较为麻烦，最好用缓存RAM来复制修改再写回flash

注意：任何对于闪存的读写操作都会导致CPU暂停，其他代码会得不到执行，对中断的影响尤为严重！

三、选项字节

3.1选项字节擦除

3.2选项字节编程

3.3 软件设置

ST-Link Utility中对于选项字节读保护、写保护可以便捷设置

四、器件电子签名

其实就是STM32的ID号，电子签名存放在闪存的系统存储区域，包含的芯片识别信息在出厂时编写，不可更改，可通过指针读指定地址下的存储器获取电子签名

  • 闪存容量寄存器，              基地址：0x1FFF F7E0，大小16位
  • 产品唯一身份标识寄存器，基地址：0x1FFF F7E8，大小96位

五、接口实现

5.1 底层

#include "stm32f10x.h"
#include "myflash.h"

//flash不需要初始化，直接实现接口即可

uint32_t MYFLASH_ReadWord(uint32_t address) 	//读取字
{
	return *((__IO uint32_t*)(address)); 
}

uint16_t MYFLASH_ReadHalfWord(uint32_t address) //读取半字
{
	return *((__IO uint16_t*)(address));
}

uint8_t MYFLASH_ReadByte(uint32_t address) 		//读取字节
{
	return *((__IO uint8_t*)(address));
}

void MYFLASH_EraseAllPages(void)//全擦除
{
	FLASH_Unlock();
	FLASH_EraseAllPages();
	FLASH_Lock();
}

void MYFLASH_ErasePage(uint32_t Page_Address)//页擦除
{
	FLASH_Unlock();
	FLASH_ErasePage(Page_Address);
	FLASH_Lock();
}

void MYFLASH_WriteWord(uint32_t Address,uint32_t Data) //以字大小写数据
{
	FLASH_Unlock();
	FLASH_ProgramWord(Address,Data);
	FLASH_Lock();
}

void MYFLASH_WriteHalfWord(uint32_t Address,uint16_t Data) //以半字大小写数据
{
	FLASH_Unlock();
	FLASH_ProgramHalfWord(Address,Data);
	FLASH_Lock();
}
//写入字节较为麻烦，最好用SRAM来复制修改再写回flash

5.2 应用层

#include "stm32f10x.h"
#include "store.h"
#include "myflash.h"

#define Store_StartPage    (0x0800FC00)
#define Store_Num          (512)

//Store_Init读取闪存数据进SRAM数组，后续读取、修改都基于SRAM
//需要掉电不丢失，调用Store_Save把数组所有内容写进闪存
//需要清空闪存，调用Store_Clear清除除标记外的所有数据

uint16_t Store_Data[Store_Num]; //对应该页数据，变量类型对应半字

void Store_Init(void) //确认闪存标记+复制数据到SRAM
{
	if(MYFLASH_ReadHalfWord(Store_StartPage) != 0x0327)//第一个半字当作标志位 
	{
		MYFLASH_ErasePage(Store_StartPage);
		MYFLASH_WriteHalfWord(Store_StartPage,0x0327); //第一次使用，标志位进行标记
		for(uint16_t i = 1; i < Store_Num; i++)
		{
			MYFLASH_WriteHalfWord(Store_StartPage+i*2,0x0000); //清零该页所有剩余数据
		}
	}
	for(uint16_t i = 0; i < Store_Num; i++) //该页整体备份到SRAM数组里
	{
		Store_Data[i] = MYFLASH_ReadHalfWord(Store_StartPage+i*2);
	}
}

void Store_Save(void)//把SRAM数组内容备份到闪存里
{
	MYFLASH_ErasePage(Store_StartPage);
	for(uint16_t i = 0; i < Store_Num; i++)
	{
		MYFLASH_WriteHalfWord(Store_StartPage+i*2,Store_Data[i]);
	}
}

void Store_Clear(void)//清零数据，同时更新到闪存
{
	for(uint16_t i = 1; i < 512; i++) //不清标记
	{
		Store_Data[i] = 0x0000;
	}
	Store_Save();	
}

5.3 测试程序

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "swi2c.h"
#include "systick.h"
#include "store.h" 
#include "key.h"

int main(void)
{
	uint8_t KeyNum;
	
	Store_Init();
	Key_Init();
	SW_OLED_Init();
	OLED_CLEAR();

	OLED_ShowString(0,0,"Flag:",2);
	OLED_ShowString(0,2,"Data:",2);	
	
	while (1)
	{
		KeyNum = Scan_KeyNum();
		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(40,0,Store_Data[0],4,2);
		OLED_ShowHexNum(0,4,Store_Data[1],4,2);
		OLED_ShowHexNum(40,4,Store_Data[2],4,2);
		OLED_ShowHexNum(0,6,Store_Data[3],4,2);
		OLED_ShowHexNum(40,6,Store_Data[4],4,2);
	}
}

【STM32学习】——SPI通信协议&SPI时序&W25Q64存储芯片&软件SPI读写
weixin_51658186的博客
09-07 5116
声明：学习笔记来自江科大自化协B站教程，仅供学习交流！！对于SPI通信的学习和I2C一样，分为软件模拟实现和硬件配置实现读写W25Q64 Flash存储器！SPI传输数据的速度更快，协议没有严格规定最大传输速度，取决于芯片厂商需求；SPI的设计比较简单粗暴，实现的功能没有I2C多，比较简单；SPI硬件开销比较大，通信线的个数较多，且通信过程经常有资源浪费的现象——“富家子弟，有钱任性”，只在乎任务快速完成！
STM32—Flash闪存
zhuxinmingde的博客
08-29 1777
快闪存储器（flash memory），是一种电子式可清除程序化只读存储器的形式，允许在操作中被多次擦或写的存储器。它是一种非易失性存储器，即断电数据也不会丢失。
STM32入门教程（FLASH闪存篇）
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12-05 4439
（1）首先读取控制寄存器的LOCK位，如果LOCK=1，那就需要解锁（在KEYR寄存器先写入KEY1再写入KEY2）才能继续操作，如果LOCK=0，可以往下进行编程（写入）操作。（1）首先读取控制寄存器的LOCK位，如果LOCK=1，那就需要解锁（在KEYR寄存器先写入KEY1再写入KEY2）才能继续操作，如果LOCK=0，可以往下进行擦除操作。（2）置CR寄存器的PG位为1，开始编程操作，不过STM32的闪存会在写入数据之前会检查指定地址有没有被擦除，如果未被擦除，STM32不执行写入操作。
【STM32】Flash详解
最新发布
v13111329954的博客
04-04 1870
Flash 闪存是总称，包含 NOR 和 NAND 两种技术。NAND Flash是 Flash 的子集，因容量大、成本低，成为消费电子存储的绝对主流。NOR Flash在小容量、代码直接执行的场景不可替代。因此，当人们提到“Flash 闪存”时，若未明确说明，通常默认指NAND Flash；但在嵌入式开发或特定工业领域，“Flash”可能特指 NOR Flash，需结合上下文区分。支持 XIP（Execute-In-Place）NOR Flash 允许 CPU直接读取并执行代码。
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08-24
模拟eeprom使用内部flash来实现写入读取数据存储，谢谢
STM32-Flash闪存
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11-10 920
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STM32 Flash
qq_68719489的博客
05-02 1878
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闪存存储器，可以在通用地址空间直接寻址，即可读写FLASH的用途：（1）利用程序存储器的剩余空间来（2）通过在程序中编程（IAP），闪存存储器可以用ICP或IAP方式编程：ICP方式用于更新闪存存储器的全部内容，它通过JTAG、 SWD协议或系统加载程序(Bootloader)下载用户应用程序到微控制器中。IAP。
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08-25
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STM32内部flash详解（1）
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11-13 7460
今天说一下STM32中的内部flash。当我们把写好的代码下载MCU中，这个代码时存放在flash中的。当芯片重启复位上电后，会通过内核对flash进行代码的加载运行。大致是这个过程。
《一》STM32学习笔记——系统框架
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内核(CPU)，通过取指，译码，执行这样的三级流水线执行代码，若没有中断与异常，CPU一直顺序执行。但CPU很强大的功能之一就是有响应中断和异常的能力，通过规定好的异常向量表处理异常(比如复位，hard fault等)，通过规定好的中断向量表处理中断，中断的性能从一定程度上表示这款内核的性能。FSMC：灵活的静态存储器控制器，CPU与外部存储之间的桥梁，功能就是往相应的地址写数据时，不需要用软件模拟外部存储芯片的读写时序，只需配置FMSC相关的寄存器，然后往相应存储块中的地址里写数据就行了。
STM32学习笔记（3）——RCC
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HSE 是高速的外部时钟信号，可以由有源晶振或者无源晶振提供，频率从4-16MHZ不等。这个函数采用库函数编写，函数有个形参RCC_PLLMULL_x，RCC_PLLMULL_x用来设置PLL的倍频因子，在调用的时候形参可以是：RCC_PLLMul_x,x:[2,3,⋯16]，这些宏来源于库函数的定义。在主函数中，可以调用HSE_SetSysClock()函数把系统时钟设置成各种常用的时钟，然后通过MCO引脚监控，或者通过LED闪烁的快慢体验不同的系统时钟对同 一个软件延时函数的影响。
江协stm32学习笔记。
2301_81886801的博客
10-11 672
s代表电源，i代表输入，o代表输出，ft代表能容忍5v电压，无ft的代表容忍3v3，主功能是上电后默认功能，默认复用功能是io口上同时连接的外设功能引脚。Library文件夹存放的是St公司封装的库函数，misc.c是内核外设（NVIC和Systick）的库函数，其他的就是内核外的外设的库函数。User文件夹中conf文件是用来配置库函数头文件的包含关系的，里面还有一个用来参数检查的函数定义，两个it文件是用来放中断函数的。红色的是电源引脚，蓝色的是最小系统相关引脚，绿色是io口，功能口。
stm32flash
02-18
Linux下用于串口下载stm32固件的程序， Usage: ./stm32flash [-bvngfhc] [-[rw] filename] /dev/ttyS0 -b rate Baud rate (default 57600) -r filename Read flash to file -w filename Write flash to file -u Disable the flash write-protection -e n Only erase n pages before writing the flash -v Verify writes -n count Retry failed writes up to count times (default 10) -g address Start execution at specified address (0 = flash start) -s start_page Flash at specified page (0 = flash start) -f Force binary parser -h Show this help -c Resume the connection (don't send initial INIT) *Baud rate must be kept the same as the first init* This is useful if the reset fails Examples: Get device information: ./stm32flash /dev/ttyS0 Write with verify and then start execution: ./stm32flash -w filename -v -g 0x0 /dev/ttyS0 Read flash to file: ./stm32flash -r filename /dev/ttyS0 Start execution: ./stm32flash -g 0x0 /dev/ttyS0
STM32的Flash操作
04-21
NULL 博文链接：https://lanxinyuchs.iteye.com/blog/1912031
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