MCU串口实现串行flash编程器功能

MCU串口实现串行flash编程器功能


  • ✨MCU串口实现串行flash编程器功能,是基于STC公司AiCube-ISP上位机上的扩展小工具实现的,参考其相关协议,移植到其他单片机上,实现相同的功能。
  • 📌项目开源地址:https://github.com/yourusername/spiflash_Serial_Read_Write
  • 📍参考STC官方的"外部串行Flash编程器":https://www.stcaimcu.com/thread-10774-1-1.html
通过串口与上位机通讯,对串行 Flash 芯片进行读取、写入、擦除等操作。适用于嵌入式开发、固件更新、数据存储等场景。摆脱专用的flash编程器依赖。

目前仅移植到了STM32F1单片机上,以及基于Arduino平台的ESP32和ESP8266上实现此功能。其他单片机,只要带串口和软、硬件spi、QSPI接口都可以实现此功能的移植。

📝可扩展性说明

上位机与MCU串口之间的通讯协议是固定的,MCU与串行flash驱动方式可以根据所使用的MCU硬件条件实现,可以是软件模拟SPI方式或者硬件SPI方式,也可以是QSPI方式。

  • 📙串行flash编程器界面:

📑例程说明

  • 对于stm32单片机提供的2种串口接收数据处理方式:
  1. 单字节串口接收中断处理方式。
  2. 空闲中断 + DMA接收方式。

对于大多数单片机,不管是8位还是32位,方式一,基本都可以做到。

  • Arduino 平台例程,串口接收数据处理方式:
  1. esp8266采用的是serialEvent+超时查询接收方式。
  2. esp32采用onReceive中断接收方式.

🍁flash编程验证工具

  • 可以使用十六进制根据:HxD、WinHex、Compare工具。

通过写入和读取扇区数据,进行数据对比验证。

📘移植注意事项

  • 串行flash与MCU之间的通讯时钟频率,一定要稳定,超出硬件通讯频率,会导致读写数据有问题。

个人在ESP8266上做验证时,通讯频率设置2MHz,读取的数据部分字节数据错误。调整到1MHz时钟频率,读取的全部数据验证完整。

  • 数据的读写完整性影响因数:
  1. 串口波特率。
  2. MCU与串行flash的通讯时钟频率。

这两个因数,都会影响数据的读写准确性。

📗串行FLASH编程接口协议

  • 通信概述
  • 通信数据通过串口发送。
  • 使用普通串口收发数据时,必须设置正确的波特率

数据传输协议

功能 F0:读取目标FLASH的JEDEC ID

命令格式
41H 49H 43H F0H

命令说明

字节序号 内容 说明
1~3 41H 49H 43H 命令头(固定为 "AIC")
4 F0H 功能命令

返回数据
41H 49H 53H EFH 40H 18H

字节序号 内容 说明
1~3 41H 49H 53H 数据头(固定为 "AIS")
4 EFH 厂商代码ID
5 40H FLASH类型ID
6 18H FLASH容量ID

功能 F1:读取目标FLASH的状态寄存器

命令格式
41H 49H 43H F1H

命令说明

字节序号 内容 说明
1~3 41H 49H 43H 命令头(固定为 "AIC")
4 F1H 功能命令

返回数据
41H 49H 53H 00H 02H 60H

字节序号 内容 说明
1~3 41H 49H 53H 数据头(固定为 "AIS")
4 00H 状态寄存器1
5 02H 状态寄存器2
6 60H 状态寄存器3

功能 F2:读取目标FLASH的数据

命令格式
41H 49H 43H F2H A[3] A[2] A[1] A[0] L[3] L[2] L[1] L[0]

命令说明

字节序号 内容 说明
1~3 41H 49H 43H 命令头(固定为 "AIC")
4 F2H 功能命令
5~8 A[3] A[2] A[1] A[0] 目标地址(高字节在前)
9~12 L[3] L[2] L[1] L[0] 读取的长度(高字节在前)

返回数据
41H 49H 53H D[0] D[1] D[2] ...

字节序号 内容 说明
1~3 41H 49H 53H 数据头(固定为 "AIS")
4 D[0] 读取的数据1
5 D[1] 读取的数据2
6 D[2] 读取的数据3
... ... 后续数据

功能 F3:编程数据到目标FLASH

命令格式
41H 49H 43H F3H A[3] A[2] A[1] A[0] L[3] L[2] L[1] L[0] D[0] ...

命令说明

字节序号 内容 说明
1~3 41H 49H 43H 命令头(固定为 "AIC")
4 F3H 功能命令
5~8 A[3] A[2] A[1] A[0] 目标地址(高字节在前)
9~12 L[3] L[2] L[1] L[0] 编程的长度(高字节在前)
13 D[0] 编程的数据1
14 D[1] 编程的数据2
... ... 后续数据

返回数据
41H 49H 53H

字节序号 内容 说明
1~3 41H 49H 53H 数据头(固定为 "AIS")

功能 F4:擦除目标FLASH的全部扇区

命令格式
41H 49H 43H F4H

命令说明

字节序号 内容 说明
1~3 41H 49H 43H 命令头(固定为 "AIC")
4 F4H 功能命令

返回数据
41H 49H 53H

字节序号 内容 说明
1~3 41H 49H 53H 数据头(固定为 "AIS")

功能 F5:擦除目标FLASH扇区(4K字节)

命令格式
41H 49H 43H F5H A[3] A[2] A[1] A[0]

命令说明

字节序号 内容 说明
1~3 41H 49H 43H 命令头(固定为 "AIC")
4 F5H 功能命令
5~8 A[3] A[2] A[1] A[0] 目标扇区起始地址(高字节在前)

返回数据
41H 49H 53H

字节序号 内容 说明
1~3 41H 49H 53H 数据头(固定为 "AIS")

功能 F6:擦除目标FLASH块扇区(32K字节)

命令格式
41H 49H 43H F6H A[3] A[2] A[1] A[0]

命令说明

字节序号 内容 说明
1~3 41H 49H 43H 命令头(固定为 "AIC")
4 F6H 功能命令
5~8 A[3] A[2] A[1] A[0] 目标扇区起始地址(高字节在前)

返回数据
41H 49H 53H

字节序号 内容 说明
1~3 41H 49H 53H 数据头(固定为 "AIS")

功能 F7:擦除目标FLASH块扇区(64K字节)

命令格式
41H 49H 43H F7H A[3] A[2] A[1] A[0]

命令说明

字节序号 内容 说明
1~3 41H 49H 43H 命令头(固定为 "AIC")
4 F7H 功能命令
5~8 A[3] A[2] A[1] A[0] 目标扇区起始地址(高字节在前)

返回数据
41H 49H 53H

字节序号 内容 说明
1~3 41H 49H 53H 数据头(固定为 "AIS")

说明 :所有多字节数值均采用大端模式(高字节在前)。示例中的返回数据为典型值,实际使用时请根据FLASH芯片返回的真实数据解析。

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