STM32学习笔记:读写内部FLASH

ST提供的库函数基本能搞定

简介

由于 FLASH 存储器的内容在掉电后不会丢失，芯片重新上电复位后，内核可从内部 FLASH 中加载代码并运行，亦可当做EEROM来使用保存所需要的数据，以便下次启用读取数据

注：操作环境为STM32F103ZET6 的 FLASH 容量为 512K 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数（如 const 类型的数据）

☆系统存储区是用户不能访问的区域，它在芯片出厂时已经固化了启动代码，它负责实现串口、USB 以及 CAN 等 ISP 烧录功能

☆选项字节用于配置 FLASH 的读写保护、待机/停机复位、软件/硬件看门狗等功能，这部分共 16 字节。可以通过修改 FLASH 的选项控制寄存器修改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；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。

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。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

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，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)

主要擦除操作步骤为：

⚫ 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“ 忙碌寄存器位BSY ”，以确认没有其他正在进行的闪存操作
⚫ 设置 FLASH_CR 寄存器的 “激活页擦除寄存器位PER ”为’1’
⚫ 用 FLASH_AR 寄存器选择要擦除的页
⚫ 设置 FLASH_CR 寄存器的 “开始擦除寄存器位 STRT ”为’1’ ,开始擦除
⚫ 等待 BSY 位变为’0’
⚫ 等待 BSY 位被清零时，表示擦除完成。

写入数据

擦除完毕后即可写入数据，写入数据的过程并不是仅仅使用指针向地址赋值，赋值前还还需要配置一系列的寄存器，步骤如下：
(1) 检查 FLASH_SR 中的 BSY 位，以确认当前未执行任何其它的内部 Flash 操作；
(2) 将 FLASH_CR 寄存器中的 “激活编程寄存器位 PG” 置 1；
(3) 向指定的 FLASH 存储器地址执行数据写入操作，每次只能以 16 位的方式写入；
(4) 等待 BSY 位被清零时，表示写入完成。

擦除扇区

在写入新的数据前，需要先擦除存储区域， STM32 提供了扇区擦除指令和整个FLASH 擦除(批量擦除)的指令，批量擦除指令仅针对主存储区。
扇区擦除的过程如下：
(1) 检查 FLASH_SR 寄存器中的“忙碌寄存器位 BSY”，以确认当前未执行任何
Flash 操作；
(2) 在 FLASH_CR 寄存器中，将“激活扇区擦除寄存器位 SER ”置 1，并设置“扇
区编号寄存器位 SNB”，选择要擦除的扇区；
(3) 将 FLASH_CR 寄存器中的“开始擦除寄存器位 STRT ”置 1，开始擦除；
(4) 等待 BSY 位被清零时，表示擦除完成。

查看工程内存的分布

由于内部 FLASH 本身存储有程序数据，若不是有意删除某段程序代码，一般不应修改程序空间的内容，所以在使用内部 FLASH 存储其它数据前需要了解哪一些空间已经写入了程序代码，存储了程序代码的扇区都不应作任何修改。通过查询应用程序编译时产生的“ *.map”后缀文件.
打开 map 文件后，查看文件最后部分的区域，可以看到一段以“ Memory Map of the image”开头的记录(若找不到可用查找功能定位)

RO-data表示程序定义的常量const temp;

RW-data表示已初始化的全局变量

ZI-data表示未初始化的全局变量
这一段是某工程的 ROM 存储器分布映像，在 STM32 芯片中， ROM 区域的内容就是指存储到内部 FLASH 的代码。
在上面 map 文件的描述中，我们了解到加载及执行空间的基地址(Base)都是0x08000000，它正好是 STM32 内部 FLASH 的首地址，即 STM32 的程序存储空间就直接是执行空间；它们的大小(Size)分别为 0x00000b50 及 0x00000b3c，执行空间的 ROM 比较小的原因就是因为部分 RW-data 类型的变量被拷贝到 RAM 空间了；它们的最大空间(Max)均为 0x00100000，即 1M 字节，它指的是内部 FLASH 的最大空间。

计算程序占用的空间时，需要使用加载区域的大小进行计算，本例子中应用程序使用
的内部 FLASH 是从 0x08000000 至(0x08000000+0x00000b50)地址的空间区域。
所以从扇区 1(地址 0x08004000)后的存储空间都可以作其它用途，使用这些存储空间时不会篡改应用程序空间的数据。

通过测试F1系列硬石科技的标准库函数，可成功读取以及写数据在里面