FLASH闪存编程原理与步骤_flash编程是什么-程序员宅基地

技术标签: stm32  

STM32 FLASH操作介绍:

STM32编程方式:

1,在线编程(ICP,In-Circuit Programming):

通过JTAG/SWD协议或者系统加载程序(Bootloader)下载用户应用程序到微控制器中。

2, 在程序中编程(IAP,In Application Programming):

通过任何一种通信接口(如IO端口,USB,CAN,UART,I2C,SPI等)下载程序或者应用数据到存储器中。也就是说,STM32允许用户在应用程序中重新烧写闪存存储器中的内容。然而,IAP需要至少有一部分程序已经使用ICP方式烧到闪存存储器中(Bootloader)。

闪存模块存储器组织:

按照不同容量,存储器组织成32个1K字节/页(小容量),128个1K字节/页(中容量),256个2K字节/页(大容量)的主存储器和一些信息块等。

file

战舰/精英板FLASH容量为512K,所以一共有256页(0-255),mini板子FLASH容量为256K,所以一共有128页(0-127)。

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。

1,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。

2, 信息块,该部分分为2个小部分,其中启动程序代码(系统存储器),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。

3,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。

对主存储器和信息块的写入由内嵌的闪存编程/擦除控制器(FPEC)管理;编程与擦除的高电压由内部产生。

FLASH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。
例如,我们要从地址addr,读取一个半字(半字为16为,字为32位),可以通过如下的语句读取:
data=(vu16)addr;
将addr强制转换为vu16指针,然后取该指针所指向的地址的值,即得到了addr地址的值。类似的,将上面的vu16改为vu8,即可读取指定地址的一个字节。

FLASH闪存的编程(写)和擦除操作:

STM32的闪存编程是由FPEC(闪存编程和擦除控制器)模块处理的,这个模块包含7个32位寄存器,他们分别是:
FPEC键寄存器 (FLASH_KEYR)
选择字节键寄存器 (FLASH_OPTKEYR)
闪存控制寄存器 (FLASH_CR)
闪存状态寄存器 (FLASH_SR)
闪存地址寄存器 (FLASH_AR)
选择字节寄存器 (FLASH_OBR)
写保护寄存器 (FLASH_WRPR)
(其中FPEC总共有3个键值:RDPRT键=0X000000A5,KEY1=0X45670123,KEY2=0XCDEF89AB)

FLASH编程注意事项
1,STM32复位后,FPEC模块是被保护的,不能写入FLASH_CR寄存器;通过写入特定的序列到FLASH_KEYR寄存器可以打开FPEC模块(即写入KEY1和KEY2),只有在写保护被解除后,我们才能操作相关寄存器。 叫Unlock。键值不正确会产生总线错误。
2,STM32闪存的编程每次必须写入16位(不能单纯的写入8位数据哦!),当FLASH_CR寄存器的PG位为’1’时,在一个闪存地址写入一个半字将启动一次编程;写入任何非半字的数据,FPEC都会产生总线错误。
3,在编程过程中(FALSH_SR的BSY位为’1’),任何读写闪存的操作都会使CPU暂停,直到此次闪存编程结束。
4,STM32的FLASH在编程的时候,也必须要求其写入地址的FLASH是被擦除了的(也就是其值必须是0XFFFF),否则无法写入,在FLASH_SR寄存器的PGERR位将得到一个警告。

  • STM23的FLASH编程过程:

    file


    1,检查FLASH_CR的LOCK是否解锁,如果没有则先解锁。
    2,检查FLASH_SR寄存器的BSY位,以确认没有其他正在进行的编程操作
    3,设置FLASH_CR寄存器的PG位为’1’在指定的地址写入要编程的半字。
    4,等待BSY位变为’0’
    5,读出写入的地址并验证数据

    • STM23的FLASH擦除过程:

      STM32 FLASH编程的时候,要先判断缩写地址是否被擦除了,所以,我们有介绍STM32的闪存擦除过程很重要。
      STM32的闪存擦除分为两种:页擦除和整片擦除。

FLASH页擦除:

file


1,检查FLASH_CR的LOCK是否解锁,如果没有则先解锁
2,检查FLASH_SR寄存器的BSY位,以确认没有其他正在进行的闪存操作
3,设置FLASH_CR寄存器的PER位为’1’
4,用FLASH_AR寄存器选择要擦除的页
5,设置FLASH_CR寄存器的STRT位为’1’
6,等待BSY位变为’0’
7,读出被擦除的页并做验证

FLASH全片擦除:

file


1,检查FLASH_SR寄存器的BSY位,以确定没有其他操作在进行。
2,设置FLASH_CR寄存器的MER为1;
3,设置FLASH_CR寄存器的STRT为1
4,等待BSY为0;
5,读出所有页并验证。

寄存器和库函数操作:

FLASH操作相关寄存器:

  • FPEC键寄存器(FLASH_KEYR)

    file

  • 闪存控制寄存器(FLASH_CR)

    file

  • 闪存状态寄存器(FLASH_SR)

    file

  • 闪存地址寄存器(FLASH_AR)

    file

FLASH操作相关库函数:stm32f10x_flash.c/stm32f10x_flash.h

闪存操作常用库函数:

//锁定和解锁函数
void FLASH_Unlock(void);
void FLASH_Lock(void);

//控制闪存存储器编程
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);

FLASH_Status FLASH_ErasePage(uint32_t Page_Address);//页擦除
FLASH_Status FLASH_EraseAllPages(void);//全片擦除
FLASH_Status FLASH_EraseOptionBytes(void);//字节写入

//编程状态
FLASH_Status FLASH_GetStatus(void);
FLASH_Status FLASH_WaitForLastOperation(uint32_t Timeout);//等待上一次操作
COPY

FLSH操作总结:

1, 锁定解锁函数

上面讲解到在对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:

void FLASH_Unlock(void);
COPY

同样的道理,在对FLASH写操作完成之后,我们要锁定FLASH

void FLASH_Lock(void);COPY

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);
COPY

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);COPY

这三个函数顾名思义,第一个函数是页擦除函数,根据页地址擦除特定的页数据,第二个函数是擦除所有的页数据,第三个函数是擦除用户选择字节数据。这三个函数使用非常简单。

4,获取状态函数

主要是用的函数是:

       FLASH_Status FLASH_GetStatus(void);COPY

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;
COPY

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; 
}

本文转载自:FLASH闪存编程原理与步骤 – 布尔博客

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