在我們應用開發時,經常會有一些程序運行參數需要保存,如一些修正系數。這些數據的特點是:數量少而且不需要經常修改,但又不能定義為常量,因為每臺設備可能不一樣而且在以后還有修改的可能。將這類數據存在指定的位置,需要修改時直接修改存儲位置的數值,需要使用時則直接讀取,會是一種方便的做法。考慮到這些數據量比較少,使用專門的存儲單元既不經濟,也沒有必要,而STM32F103內部的Flash容量較大,而且ST的庫函數中還提供了基本的Flash操作函數,實現起來也比較方便。
以大容量產品STM32F103ZET為例,其Flash容量達到512K,可以將其中一部分用作數據存儲。如下是大容量的Flash組織模式:
STM32的閃存模塊由:主存儲器、信息塊和閃存存儲器接口寄存器等 3 部分組成。
1)主存儲器,該部分用來存放代碼和數據常數(如 const 類型的數據)。對于大容量產品,其被劃分為 256 頁,每頁 2K 字節。注意,小容量和中容量產品則每頁只有 1K 字節。從上圖可以看出主存儲器的起始地址就是0X08000000, B0、B1 都接 GND 的時候,就是從 0X08000000開始運行代碼的。
2)信息塊,該部分分為 2 個小部分,其中啟動程序代碼,是用來存儲 ST 自帶的啟動程序,用于串口下載代碼,當 B0 接 V3.3,B1 接 GND 的時候,運行的就是這部分代碼。用戶選擇字節,則一般用于配置寫保護、讀保護等功能,本章不作介紹。
3)閃存存儲器接口寄存器,該部分用于控制閃存讀寫等,是整個閃存模塊的控制機構。對主存儲器和信息塊的寫入由內嵌的閃存編程/擦除控制器(FPEC)管理;編程與擦除的高電壓由內部產生。
在執行閃存寫操作時,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行;既在進行寫或擦除操作時,不能進行代碼或數據的讀取操作。
根據上面的Flash組織模式,我們可以根據自己的使用方便來作相應的定義。因為大容量每個扇區定義為2K,而小容量和中容量都定義為1K,所以我們做如下宏定義:
#define FLASH_SIZE 512 //所選MCU的FLASH容量大小(單位為K)
#if FLASH_SIZE《256
#define SECTOR_SIZE 1024 //字節#else
#define SECTOR_SIZE 2048 //字節#endif
雖然ST的庫函數比較全面,但都是基本操作,為了使用方面,根據我們自己的需要對其進行再次封裝。
對于讀操作相對比較簡單,內置閃存模塊可以在通用地址空間直接尋址,就像讀取變量一樣。
//從指定地址開始讀取多個數據void FLASH_ReadMoreData(uint32_t startAddress,uint16_t *readData,uint16_t countToRead)
{
uint16_t dataIndex;
for(dataIndex=0;dataIndex《countToRead;dataIndex++)
{
readData[dataIndex]=FLASH_ReadHalfWord(startAddress+dataIndex*2);
}
}
//讀取指定地址的半字(16位數據)uint16_t FLASH_ReadHalfWord(uint32_t address)
{
return *(__IO uint16_t*)address;
}
//讀取指定地址的全字(32位數據)uint32_t FLASH_ReadWord(uint32_t address)
{
uint32_t temp1,temp2;
temp1=*(__IO uint16_t*)address;
temp2=*(__IO uint16_t*)(address+2);
return (temp2《《16)+temp1;
}
對于寫操作相對來說要復雜得多,寫操作包括對用戶數據的寫入和擦除。為了防止誤操作還有寫保護鎖。但這些基本的操作ST的庫函數已經為我們寫好了,我們只需要調用即可。
STM32復位后,FPEC模塊是被保護的,只有在寫保護被解除后,我們才能操作相關寄存器。STM32閃存的編程每次必須寫入16位,任何不是半字的操作都會造成錯誤。如下圖是Flash寫的過程:
STM32的FLASH在編程的時候,也必須要求其寫入地址的FLASH 是被擦除了的(也就是其值必須是0XFFFF),否則無法寫入。Flash的擦除要求必須整頁擦除,所以也必須整頁寫入,否則可能會丟失數據。如下圖是Flash頁擦除過程:
如下為Flash全擦除過程,
根據以上圖示我們便寫數據寫入函數如下:
//從指定地址開始寫入多個數據void FLASH_WriteMoreData(uint32_t startAddress,uint16_t *writeData,uint16_t countToWrite)
{
if(startAddress《FLASH_BASE||((startAddress+countToWrite*2)》=(FLASH_BASE+1024*FLASH_SIZE)))
{
return;//非法地址 }
FLASH_Unlock(); //解鎖寫保護
uint32_t offsetAddress=startAddress-FLASH_BASE; //計算去掉0X08000000后的實際偏移地址
uint32_t sectorPosition=offsetAddress/SECTOR_SIZE; //計算扇區地址,對于STM32F103VET6為0~255
uint32_t sectorStartAddress=sectorPosition*SECTOR_SIZE+FLASH_BASE; //對應扇區的首地址
FLASH_ErasePage(sectorStartAddress);//擦除這個扇區
uint16_t dataIndex;
for(dataIndex=0;dataIndex《countToWrite;dataIndex++)
{
FLASH_ProgramHalfWord(startAddress+dataIndex*2,writeData[dataIndex]);
}
FLASH_Lock();//上鎖寫保護
}
在擦除之前應該將頁面上的數據讀取出來與要寫入的數據合并,待擦除后再寫入,但這樣數據量很大(大容量是2K一個扇區),所以考慮到是少量數據存儲,所以每次都將全部數據同時寫入,簡化操作,也減少數據處理量。經測試以上程序寫入和讀出數據均正確,可以實現內部Flash的讀寫操作。
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