1. 內(nèi)部FLASH簡介

????????之前的文章中介紹過STM32F1利用SPI與外部FLASH（W25QXX芯片）通訊的例程，本例程將介紹STM32F1的內(nèi)部FLASH，通過內(nèi)部FLASH實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)讀寫操作。 不同型號的STM32，其FLASH容量也有所不同，最小的只有16K字節(jié)，最大的則達(dá)到了1024K字節(jié)。此處我們使用的是STM32F103ZET6，其FLASH容量為512K字節(jié)，屬于大容量產(chǎn)品，大容量產(chǎn)品的閃存模塊組織圖如下圖示

STM32F1的閃存模塊由：主存儲器、信息塊和閃存存儲器接口寄存器3部分組成

• 主存儲器：用來存放代碼和數(shù)據(jù)常量，起始地址是0x08000000，BOOT0和BOOT1都接GND時，就是從該起始地址運(yùn)行代碼的
• 信息塊：分為2個小部分，啟動程序代碼是用來存儲ST自帶的啟動程序，用于串口下載代碼，BOOT0接3.3V，BOOT1接GND時，運(yùn)行的就是這部分代碼；選擇字節(jié)則一般用于配置寫保護(hù)、讀保護(hù)等功能
• 閃存存儲器接口寄存器：用于控制閃存讀寫等，是整個閃存模塊的控制機(jī)構(gòu)

對主存儲器和信息塊的寫入由內(nèi)嵌的閃存編程/擦除控制器（FPEC）管理：編程與擦除的高電壓由內(nèi)部產(chǎn)生。在執(zhí)行閃存寫操作時，任何對閃存的讀操作都會鎖住總線，在寫操作完成后讀操作才能正確地進(jìn)行，即在進(jìn)行寫或擦除操作時，不能進(jìn)行代碼或數(shù)據(jù)的讀取操作。

下面介紹閃存的讀取、編程和擦除：

<1>. 閃存的讀取 內(nèi)置閃存模塊可以在通用地址空間直接尋址，任何32位數(shù)據(jù)的讀操作都能訪問閃存模塊的內(nèi)容并得到相應(yīng)的數(shù)據(jù)。

例如，要從地址addr，讀取一個半字，可通過如下語句讀?。? data = *(__IO uint16_t*)addr?將addr強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為vu16指針，然后取該指針?biāo)赶虻牡刂返闹担吹玫搅薬ddr地址的值

<2>. 閃存的編程 STM32的閃存編程是由FPEC（閃存編程和擦除控制器）模塊處理的，這個模塊包含7個32位寄存器，它們分別是：

FPEC鍵寄存器（FLASH_KEYR）
選擇字節(jié)鍵寄存器（FLASH_OPTKEYR）
閃存控制寄存器（FLASH_CR）
閃存狀態(tài)寄存器（FLASH_SR）
閃存地址寄存器（FLASH_AR）
選擇字節(jié)寄存器（FLASH_OBR）
寫保護(hù)寄存器（FLASH_WRPR）

其中FPEC鍵寄存器共有3中鍵值：?PDPRT=0x000000A5; KEY1=0x45670123; KEY2=0xCDEF89AB?STM32復(fù)位后，F(xiàn)PEC模塊是被保護(hù)的，不能寫入FLASH_CR寄存器；通過寫入特定的序列到FLASH_KEYR寄存器可以打開FPEC模塊（即寫入KEY1和KEY2），只有在寫保護(hù)被解除后，才能操作相關(guān)寄存器。 閃存編程過程如下圖所示：

<3>. 閃存的擦除 閃存編程的時候，要先判斷其寫入地址的FLASH是被擦除了的（也就是其值必須是0xFFFF），否則無法寫入。閃存擦除分為頁擦除和整片擦除。 閃存頁擦除過程如下圖示：

官方固件HAL庫FLASH操作的幾個常見函數(shù)：

//源文件: stm32f1xx_hal_flash.c和stm32f1xx_hal_flash_ex.c
HAL_FLASH_Unlock(void); //解鎖函數(shù)
HAL_FLASH_Lock(void);   //鎖定函數(shù)
HAL_FLASH_Program(uint32_t TypeProgram, uint32_t Address, uint64_t Data);   //寫操作函數(shù)
HAL_FLASHEx_Erase(FLASH_EraseInitTypeDef *pEraseInit, uint32_t *SectorError);   //擦除函數(shù)
HAL_FLASH_WaitForLastOperation(uint32_t Timeout);   //等待操作完成函數(shù)

?

2、 硬件設(shè)計(jì)

led2指示燈用來提示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，s1按鍵用來控制FLASH的數(shù)據(jù)寫入，s2按鍵用來控制FLASH的數(shù)據(jù)讀取，數(shù)據(jù)的寫入與讀取信息通過串口1打印出來

• LED2指示燈
• S2和S1按鍵
• USART1
• STM32F1內(nèi)部FLASH

?3、STM32CubeMX設(shè)置

• RCC設(shè)置外接HSE，時鐘設(shè)置為72M
• PE5設(shè)置為GPIO推挽輸出模式、上拉、高速、默認(rèn)輸出電平為高電平
• USART1選擇為異步通訊方式，波特率設(shè)置為115200Bits/s，傳輸數(shù)據(jù)長度為8Bit，無奇偶校驗(yàn)，1位停止位
• PE3,PE4設(shè)置為GPIO輸入模式、上拉模式
• 輸入工程名，選擇工程路徑（不要有中文），選擇MDK-ARM V5；勾選Generated periphera initialization as a pair of ‘.c/.h’ files per IP ；點(diǎn)擊GENERATE CODE，生成工程代碼

4、程序編程

• 創(chuàng)建按鍵驅(qū)動文件key.c 和相關(guān)頭文件key.h

如果要對FLASH進(jìn)行寫入數(shù)據(jù)，需要執(zhí)行以下四步：

1. 解鎖FLASH
2. 擦除FLASH
3. 寫入FLASH
4. 鎖住FLASH

• 創(chuàng)建FLASH驅(qū)動文件stmflash.c 和相關(guān)頭文件stmflash.h

#ifndef __STMFLASH_H__
#define __STMFLASH_H__

#include "main.h"  

//FLASH起始地址
#define STM32_FLASH_BASE 0x08000000 		//STM32 FLASH的起始地址

#define FLASH_WAITETIME 50000

extern void FLASH_PageErase(uint32_t PageAddress);
uint16_t STMFLASH_ReadHalfWord(uint32_t faddr);		  //讀出半字  
void STMFLASH_Write_NoCheck(uint32_t WriteAddr,uint16_t *pBuffer,uint16_t NumToWrite);
void STMFLASH_Write(uint32_t WriteAddr,uint16_t *pBuffer,uint16_t NumToWrite);		//從指定地址開始寫入指定長度的數(shù)據(jù)
void STMFLASH_Read(uint32_t ReadAddr,uint16_t *pBuffer,uint16_t NumToRead);   		//從指定地址開始讀出指定長度的數(shù)據(jù)

							   
#endif

#include "stmflash.h"



uint16_t STMFLASH_ReadHalfWord(uint32_t faddr)
{
	return *(__IO uint16_t*)faddr; 
}


void STMFLASH_Write_NoCheck(uint32_t WriteAddr,uint16_t *pBuffer,uint16_t NumToWrite)   
{ 			 		 
	uint16_t i;
	for(i=0;i<NumToWrite;i++)
	{
		HAL_FLASH_Program(FLASH_TYPEPROGRAM_HALFWORD,WriteAddr,pBuffer[i]);
	  WriteAddr+=2;		//地址增加2.
	}  
} 



#define STM_SECTOR_SIZE	2048	//大容量STM32的扇區(qū)大小為2K
		 
uint16_t STMFLASH_BUF[STM_SECTOR_SIZE/2];

void STMFLASH_Write(uint32_t WriteAddr,uint16_t *pBuffer,uint16_t NumToWrite)	
{
	uint32_t secpos;	   //扇區(qū)地址
	uint16_t secoff;	   //扇區(qū)內(nèi)偏移地址(16位字計(jì)算)
	uint16_t secremain; //扇區(qū)內(nèi)剩余地址(16位字計(jì)算)	   
 	uint16_t i;    
	uint32_t offaddr;   //去掉0X08000000后的地址
	
	if(WriteAddr<STM32_FLASH_BASE||(WriteAddr>=(STM32_FLASH_BASE+1024*512)))return;//非法地址
	
	HAL_FLASH_Unlock();					//解鎖
	offaddr=WriteAddr-STM32_FLASH_BASE;		//實(shí)際偏移地址.
	secpos=offaddr/STM_SECTOR_SIZE;			//扇區(qū)地址  0~127 for STM32F103RBT6
	secoff=(offaddr%STM_SECTOR_SIZE)/2;		//在扇區(qū)內(nèi)的偏移(2個字節(jié)為基本單位.)
	secremain=STM_SECTOR_SIZE/2-secoff;		//扇區(qū)剩余空間大小   
	if(NumToWrite<=secremain)secremain=NumToWrite;//不大于該扇區(qū)范圍
	while(1) 
	{	
		STMFLASH_Read(secpos*STM_SECTOR_SIZE+STM32_FLASH_BASE,STMFLASH_BUF,STM_SECTOR_SIZE/2);//讀出整個扇區(qū)的內(nèi)容
		for(i=0;i<secremain;i++)	//校驗(yàn)數(shù)據(jù)
		{
			if(STMFLASH_BUF[secoff+i]!=0XFFFF)break;//需要擦除  	  
		}
		if(i<secremain)				//需要擦除
		{
			FLASH_PageErase(secpos*STM_SECTOR_SIZE+STM32_FLASH_BASE);	//擦除這個扇區(qū)
			FLASH_WaitForLastOperation(FLASH_WAITETIME);            	//等待上次操作完成
			CLEAR_BIT(FLASH->CR, FLASH_CR_PER);							//清除CR寄存器的PER位，此操作應(yīng)該在FLASH_PageErase()中完成！
																		//但是HAL庫里面并沒有做，應(yīng)該是HAL庫bug！
			for(i=0;i<secremain;i++)//復(fù)制
			{
				STMFLASH_BUF[i+secoff]=pBuffer[i];	  
			}
			STMFLASH_Write_NoCheck(secpos*STM_SECTOR_SIZE+STM32_FLASH_BASE,STMFLASH_BUF,STM_SECTOR_SIZE/2);//寫入整個扇區(qū)  
		}else 
		{
			FLASH_WaitForLastOperation(FLASH_WAITETIME);       	//等待上次操作完成
			STMFLASH_Write_NoCheck(WriteAddr,pBuffer,secremain);//寫已經(jīng)擦除了的,直接寫入扇區(qū)剩余區(qū)間. 
		}

		if(NumToWrite==secremain)break;//寫入結(jié)束了
		else//寫入未結(jié)束
		{
			secpos++;				//扇區(qū)地址增1
			secoff=0;				//偏移位置為0 	 
		   	pBuffer+=secremain;  	//指針偏移
			WriteAddr+=secremain*2;	//寫地址偏移(16位數(shù)據(jù)地址,需要*2)	   
		   	NumToWrite-=secremain;	//字節(jié)(16位)數(shù)遞減
			if(NumToWrite>(STM_SECTOR_SIZE/2))secremain=STM_SECTOR_SIZE/2;//下一個扇區(qū)還是寫不完
			else secremain=NumToWrite;//下一個扇區(qū)可以寫完了
		}	 
	};	
	HAL_FLASH_Lock();		//上鎖
}



void STMFLASH_Read(uint32_t ReadAddr,uint16_t *pBuffer,uint16_t NumToRead)   	
{
	uint16_t i;
	for(i=0;i<NumToRead;i++)
	{
		pBuffer[i]=STMFLASH_ReadHalfWord(ReadAddr);//讀取2個字節(jié).
		ReadAddr+=2;//偏移2個字節(jié).	
	}
}

• 在main.c文件下編寫STM32 flash測試代碼

/* USER CODE BEGIN 0 */
const uint8_t Text_Buf[] = {"STM32F103ZET6 FLASH TEST"};
#define TEXTSIZE sizeof(Text_Buf)
#define FLASH_SAVE_ADDR 0x08070000

/* USER CODE END 0 */

/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)
{

///***省略***///
 /* USER CODE BEGIN WHILE */
	
	uint8_t key;
  uint8_t Read_Buf[TEXTSIZE];
	printf1("STM32 Flash Test...\r\n");
	
  while (1)
  {
		 key = KEY_Scan(0);
    if(key == 1){
        STMFLASH_Write(FLASH_SAVE_ADDR,(uint16_t *)Text_Buf,TEXTSIZE);
        printf1("FLASH Write : %s\r\n",Text_Buf);
    }

    if(key == 2){
        STMFLASH_Read(FLASH_SAVE_ADDR,(uint16_t *)Read_Buf,TEXTSIZE);
        printf1("FLASH Read : %s\r\n",Read_Buf);
    }

    HAL_GPIO_TogglePin(GPIOE,GPIO_PIN_5);
    HAL_Delay(200);
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

5、下載驗(yàn)證

編譯無誤下載到開發(fā)板后，可以看到LED2指示燈不斷閃爍，當(dāng)按下S1按鍵后數(shù)據(jù)寫入到FLASH內(nèi)，當(dāng)按下S2按鍵后將寫入的數(shù)據(jù)讀取出來，同時串口打印出相應(yīng)信息

6、參考文獻(xiàn)?

STM32CubeMX系列 | STM32內(nèi)部FLASH - 知乎 (zhihu.com)

?STM32CUBEMX-讀寫內(nèi)部Flash_stm32cubemx flash-CSDN博客

STM32CubeMX學(xué)習(xí)筆記（51）——讀寫內(nèi)部Flash_cubemx flash-CSDN博客文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-845825.html

到了這里，關(guān)于STM32CubeMX學(xué)習(xí)筆記16--- STM32內(nèi)部FLASH的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！