stm32 FLASH闪存(读写内部FLASH&读取芯片ID)

理论

1.FLASH简介

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)(FLASH管理员)可以对程序存储器和选项字节进行擦除和编程

读写FLASH的用途:

利用程序存储器的剩余空间来保存掉电不丢失的用户数据

通过在程序中编程(IAP),实现程序的自我更新

在线编程(In-Circuit Programming -- ICP)用于更新程序存储器的全部内容,它通过JTAG(stm32特有协议)、SWD协议(通用协议)或系统加载程序(Bootloader)下载程序

在程序中编程(In-Application Programming -- IAP)可以使用微控制器支持的任一种通信接口下载程序

2.闪存模块组织

主存储器与信息块:真正的闪存

闪存存储器接口存储器:进行擦除和编程的地方

3.FLASH基本结构

系统存储区不可以进行任何的写入操作

选项字节可以对程序存储器进行配置读写保护

4.FLASH解锁

FPEC共有三个键值:

RDPRT键 = 0x000000A5(解除读保护)

KEY1 = 0x45670123

KEY2 = 0xCDEF89AB

解锁:

复位后,FPEC被保护,不能写入FLASH_CR

在FLASH_KEYR先写入KEY1,再写入KEY2,解锁

错误的操作序列会在下次复位前锁死FPEC和FLASH_CR

加锁:

设置FLASH_CR中的LOCK位锁住FPEC和FLASH_CR

5.使用指针访问存储器

使用指针读指定地址下的存储器:

cpp 复制代码
uint16_t Data = *((__IO uint16_t *)(0x08000000));

_IO是指在此位置不要进行优化操作

传入0x8000000强转为 uint16_t的指针类型

使用指针写指定地址下的存储器:

cpp 复制代码
*((__IO uint16_t *)(0x08000000)) = 0x1234;

_IO是指在此位置不要进行优化操作

__IO :

cpp 复制代码
#define    __IO    volatile

指的是对代码进行优化

6.程序存储器

(1)程序存储器编程

补充:

字 32位

半字 16位

字节 8 位

先进行解锁,然后向系统发送我们即将要写入数据,在指定的位置写入半字,然后进行等待操作

(2)程序存储器页擦除

进行解锁操作,FLASH_CR的STRT=1芯片开始干活,FALSH_CR PER=1进行页擦除,FALSH_AR选择擦除的页(指定页),等待擦除完成

(3)程序存储器全擦除

进行解锁操作,FLASH_CR的STRT=1芯片开始工作,FALSH_CR的MER=1进行全擦除,等待擦除完成

7.选项字节

RDP:写入RDPRT键(0x000000A5)后解除读保护

USER:配置硬件看门狗和进入停机/待机模式是否产生复位

Data0/1:用户可自定义使用

WRP0/1/2/3:配置写保护,每一个位对应保护4个存储页(中容量)

(1)选项字节编程

检查FLASH_SR的BSY位,以确认没有其他正在进行的编程操作

解锁FLASH_CR的OPTWRE位

设置FLASH_CR的OPTPG位为1

写入要编程的半字到指定的地址

等待BSY位变为0

读出写入的地址并验证数据

(2)选项字节擦除

检查FLASH_SR的BSY位,以确认没有其他正在进行的闪存操作

解锁FLASH_CR的OPTWRE位

设置FLASH_CR的OPTER位为1

设置FLASH_CR的STRT位为1

等待BSY位变为0

读出被擦除的选择字节并做验证

8.器件电子签名

电子签名存放在闪存存储器模块的系统存储区域,包含的芯片识别信息在出厂时编写,不可更改,使用指针读指定地址下的存储器可获取电子签名

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

API学习

1.FLASH_Unlock

cpp 复制代码
void FLASH_Unlock(void);

进行解锁FLASH操作

2.FLASH_ErasePage

cpp 复制代码
FLASH_Status FLASH_ErasePage(uint32_t Page_Address);

进行页的擦除

3.FLASH_EraseAllPages

cpp 复制代码
FLASH_Status FLASH_EraseAllPages(void);

进行FLASH的全擦除

4.FLASH_ProgramWord

cpp 复制代码
FLASH_Status FLASH_ProgramWord(uint32_t Address, uint32_t Data);

进行字(32位)的写入

5.FLASH_ProgramHalfWord

cpp 复制代码
FLASH_Status FLASH_ProgramHalfWord(uint32_t Address, uint16_t Data);

进行半字(16位)的写入

代码

读写内部FLASH

MyFLASH.c

cpp 复制代码
#include "stm32f10x.h"                  // Device header

/**
  * 函    数:FLASH读取一个32位的字
  * 参    数:Address 要读取数据的字地址
  * 返 回 值:指定地址下的数据
  */
uint32_t MyFLASH_ReadWord(uint32_t Address)
{
	return *((__IO uint32_t *)(Address));	//使用指针访问指定地址下的数据并返回
}

/**
  * 函    数:FLASH读取一个16位的半字
  * 参    数:Address 要读取数据的半字地址
  * 返 回 值:指定地址下的数据
  */
uint16_t MyFLASH_ReadHalfWord(uint32_t Address)
{
	return *((__IO uint16_t *)(Address));	//使用指针访问指定地址下的数据并返回
}

/**
  * 函    数:FLASH读取一个8位的字节
  * 参    数:Address 要读取数据的字节地址
  * 返 回 值:指定地址下的数据
  */
uint8_t MyFLASH_ReadByte(uint32_t Address)
{
	return *((__IO uint8_t *)(Address));	//使用指针访问指定地址下的数据并返回
}

/**
  * 函    数:FLASH全擦除
  * 参    数:无
  * 返 回 值:无
  * 说    明:调用此函数后,FLASH的所有页都会被擦除,包括程序文件本身,擦除后,程序将不复存在
  */
void MyFLASH_EraseAllPages(void)
{
	FLASH_Unlock();					//解锁
	FLASH_EraseAllPages();			//全擦除
	FLASH_Lock();					//加锁
}

/**
  * 函    数:FLASH页擦除
  * 参    数:PageAddress 要擦除页的页地址
  * 返 回 值:无
  */
void MyFLASH_ErasePage(uint32_t PageAddress)
{
	FLASH_Unlock();					//解锁
	FLASH_ErasePage(PageAddress);	//页擦除
	FLASH_Lock();					//加锁
}

/**
  * 函    数:FLASH编程字
  * 参    数:Address 要写入数据的字地址
  * 参    数:Data 要写入的32位数据
  * 返 回 值:无
  */
void MyFLASH_ProgramWord(uint32_t Address, uint32_t Data)
{
	FLASH_Unlock();							//解锁
	FLASH_ProgramWord(Address, Data);		//编程字
	FLASH_Lock();							//加锁
}

/**
  * 函    数:FLASH编程半字
  * 参    数:Address 要写入数据的半字地址
  * 参    数:Data 要写入的16位数据
  * 返 回 值:无
  */
void MyFLASH_ProgramHalfWord(uint32_t Address, uint16_t Data)
{
	FLASH_Unlock();							//解锁
	FLASH_ProgramHalfWord(Address, Data);	//编程半字
	FLASH_Lock();							//加锁
}

MyFLASH.h

cpp 复制代码
#ifndef __MYFLASH_H
#define __MYFLASH_H

uint32_t MyFLASH_ReadWord(uint32_t Address);
uint16_t MyFLASH_ReadHalfWord(uint32_t Address);
uint8_t MyFLASH_ReadByte(uint32_t Address);

void MyFLASH_EraseAllPages(void);
void MyFLASH_ErasePage(uint32_t PageAddress);

void MyFLASH_ProgramWord(uint32_t Address, uint32_t Data);
void MyFLASH_ProgramHalfWord(uint32_t Address, uint16_t Data);

#endif

Store.h

cpp 复制代码
#ifndef __STORE_H
#define __STORE_H

extern uint16_t Store_Data[];

void Store_Init(void);
void Store_Save(void);
void Store_Clear(void);

#endif

Store.c

cpp 复制代码
#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "MyFLASH.h"

#define STORE_START_ADDRESS		0x0800FC00		//存储的起始地址
#define STORE_COUNT				512				//存储数据的个数

uint16_t Store_Data[STORE_COUNT];				//定义SRAM数组

/**
  * 函    数:参数存储模块初始化
  * 参    数:无
  * 返 回 值:无
  */
void Store_Init(void)
{
	/*判断是不是第一次使用*/
	if (MyFLASH_ReadHalfWord(STORE_START_ADDRESS) != 0xA5A5)	//读取第一个半字的标志位,if成立,则执行第一次使用的初始化
	{
		MyFLASH_ErasePage(STORE_START_ADDRESS);					//擦除指定页
		MyFLASH_ProgramHalfWord(STORE_START_ADDRESS, 0xA5A5);	//在第一个半字写入自己规定的标志位,用于判断是不是第一次使用
		for (uint16_t i = 1; i < STORE_COUNT; i ++)				//循环STORE_COUNT次,除了第一个标志位
		{
			MyFLASH_ProgramHalfWord(STORE_START_ADDRESS + i * 2, 0x0000);		//除了标志位的有效数据全部清0
		}
	}
	
	/*上电时,将闪存数据加载回SRAM数组,实现SRAM数组的掉电不丢失*/
	for (uint16_t i = 0; i < STORE_COUNT; i ++)					//循环STORE_COUNT次,包括第一个标志位
	{
		Store_Data[i] = MyFLASH_ReadHalfWord(STORE_START_ADDRESS + i * 2);		//将闪存的数据加载回SRAM数组
	}
}

/**
  * 函    数:参数存储模块保存数据到闪存
  * 参    数:无
  * 返 回 值:无
  */
void Store_Save(void)
{
	MyFLASH_ErasePage(STORE_START_ADDRESS);				//擦除指定页
	for (uint16_t i = 0; i < STORE_COUNT; i ++)			//循环STORE_COUNT次,包括第一个标志位
	{
		MyFLASH_ProgramHalfWord(STORE_START_ADDRESS + i * 2, Store_Data[i]);	//将SRAM数组的数据备份保存到闪存
	} 
}

/**
  * 函    数:参数存储模块将所有有效数据清0
  * 参    数:无
  * 返 回 值:无
  */
void Store_Clear(void)
{
	for (uint16_t i = 1; i < STORE_COUNT; i ++)			//循环STORE_COUNT次,除了第一个标志位
	{
		Store_Data[i] = 0x0000;							//SRAM数组有效数据清0
	}
	Store_Save();										//保存数据到闪存
}

main.c

cpp 复制代码
#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Store.h"
#include "Key.h"

uint8_t KeyNum;					//定义用于接收按键键码的变量

int main(void)
{
	/*模块初始化*/
	OLED_Init();				//OLED初始化
	Key_Init();					//按键初始化
	Store_Init();				//参数存储模块初始化,在上电的时候将闪存的数据加载回Store_Data,实现掉电不丢失
	
	/*显示静态字符串*/
	OLED_ShowString(1, 1, "Flag:");
	OLED_ShowString(2, 1, "Data:");
	
	while (1)
	{
		KeyNum = Key_GetNum();		//获取按键键码
		
		if (KeyNum == 1)			//按键1按下
		{
			Store_Data[1] ++;		//变换测试数据
			Store_Data[2] += 2;
			Store_Data[3] += 3;
			Store_Data[4] += 4;
			Store_Save();			//将Store_Data的数据备份保存到闪存,实现掉电不丢失
		}
		
		if (KeyNum == 2)			//按键2按下
		{
			Store_Clear();			//将Store_Data的数据全部清0
		}
		
		OLED_ShowHexNum(1, 6, Store_Data[0], 4);	//显示Store_Data的第一位标志位
		OLED_ShowHexNum(3, 1, Store_Data[1], 4);	//显示Store_Data的有效存储数据
		OLED_ShowHexNum(3, 6, Store_Data[2], 4);
		OLED_ShowHexNum(4, 1, Store_Data[3], 4);
		OLED_ShowHexNum(4, 6, Store_Data[4], 4);
	}
}

读取芯片ID

main.c

cpp 复制代码
#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"

int main(void)
{
	OLED_Init();						//OLED初始化
	
	OLED_ShowString(1, 1, "F_SIZE:");	//显示静态字符串
	OLED_ShowHexNum(1, 8, *((__IO uint16_t *)(0x1FFFF7E0)), 4);		//使用指针读取指定地址下的闪存容量寄存器
	
	OLED_ShowString(2, 1, "U_ID:");		//显示静态字符串
	OLED_ShowHexNum(2, 6, *((__IO uint16_t *)(0x1FFFF7E8)), 4);		//使用指针读取指定地址下的产品唯一身份标识寄存器
	OLED_ShowHexNum(2, 11, *((__IO uint16_t *)(0x1FFFF7E8 + 0x02)), 4);
	OLED_ShowHexNum(3, 1, *((__IO uint32_t *)(0x1FFFF7E8 + 0x04)), 8);
	OLED_ShowHexNum(4, 1, *((__IO uint32_t *)(0x1FFFF7E8 + 0x08)), 8);
	
	while (1)
	{
		
	}
}

接线图

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