STM32 Flash学习(一)

STM32 FLASH简介

不同型号的STM32,其Flash容量也不同。

MiniSTM32开发板选择的STM32F103RCT6的FLASH容量为256K字节,属于大容量产品。

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量(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。

主存储器的起始地址就是 0X08000000,B0和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,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。

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。

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;

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。

注意闪存等待时间,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。

要从地址addr,读取一个半字(半字为16位,字为32位),可以通过如下的语句读取:

c 复制代码
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。

将上面的vu16改为vu8,即可读取指定地址的一个字节。

闪存的编程和擦除

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,它们分别是:

  • 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键寄存器总共有3个键值:

RDPRT键=0x000000A5

KEY1=0X45670123

KEY2=0XCDEF89AB

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。

STM32闪存的编程每次必须写入16位,

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。

在编程过程中(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。

同样,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(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。

  • 检查FLASH_CR的LOCK是否解锁,如果没有则先解锁。
  • 检查FLASH_SR寄存器的BSY位,以确认没有其它正在进行的编程操作。
  • 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。
  • 等待BSY位变为0。
  • 读出写入的地址并验证数据。

在STM32的FLASH编程的时候,首先判断缩写地址是否被擦除。

STM32的闪存擦除分为两种:页擦除和整片擦除。

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

读写相关寄存器

FPEC键寄存器:FLASH_KEYR。

所有这些位都是只写的,读出时返回0。

位31~0:FKEYR:FPEC键,这些位用于属于FPEC的解锁键。

该寄存器主要用来解锁FPEC,必须在该寄存器写入特定的序列(KEY1和KEY2)解锁后,才能对FLASH_CR寄存器进行写操作。

闪存控制寄存器:FLASH_CR。

  • LOCK位,该位用于指示FLASH_CR寄存器是否被锁住,该位在检测到正确的解锁序列后,硬件将其清零。在一次不成功的解锁操作后,在下次系统复位之前,该位将不再改变。
  • STRT位,该位用于开始一次擦除操作。在该位写入1,将执行一次擦除操作。
  • PER位,该位用于选择页擦除操作,在页擦除的时候,需要将该位置1.
  • PG位,该位用于选择编程操作,往往FLASH写数据的时候,该位需要置1。

闪存状态寄存器:FLASH_SR。

  • EOP:操作结束,每当闪存操作(编程/擦除)完成时,硬件设置为1,写1清除。
  • WRPRERR:写保护错误,当对写保护的闪存地址编程时,硬件设置这位为1,写入1可以清除。
  • PDERR:编程错误,试图对内容不是0xffff的地址编程时,硬件设置为1,写入1时可以清除。在进行编程操作之前,先清除FLASH_CR寄存器的STRT位。
  • BSY:忙,指示闪存操作正在进行。闪存操作开始时,该位置1,操作结束或发生错误时,清0。

闪存地址寄存器:FLASH_AR

这些位由硬件修改为当前/最后使用的地址。在页擦除时,软件必须修改这个寄存器以指定要擦除的页。

位31~0:FAR:闪存地址,当进行编程时选择要编程的地址,当进行页擦除时选择要擦除的页,当FLASH_SR的BSY位为1时,不能写这个寄存器。

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