stm32 Flash 模拟EEPROM
如下几个部分:
39.1 STM32 FLASH简介
39.2 硬件设计
39.3 软件设计
39.4 下载验证
39.1 STM32 FLASH简介
不同型号的STM32,其FLASH容量也有所不同,最小的只有16K字节,最大的则达到了1024K字节。战舰STM32开发板选择的STM32F103ZET6的FLASH容量为512K字节,属于大容量产品(另外还有中容量和小容量产品),大容量产品的闪存模块组织如图39.1.1所示:
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)。对于大容量产品,其被划分为256页,每页2K字节。注意,小容量和中容量产品则每页只有1K字节。从上图可以看出主存储器的起始地址就是0X08000000, B0、B1都接GND的时候,就是从0X08000000开始运行代码的。
信息块,该部分分为2个小部分,其中启动程序代码,是用来存储ST自带的启动程序,用于串口下载代码,当B0接V3.3,B1接GND的时候,运行的就是这部分代码。用户选择字节,则一般用于配置写保护、读保护等功能,本章不作介绍。
闪存存储器接口寄存器,该部分用于控制闪存读写等,是整个闪存模块的控制机构。
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。
闪存的读取
内置闪存模块可以在通用地址空间直接寻址,任何32位数据的读操作都能访问闪存模块的内容并得到相应的数据。读接口在闪存端包含一个读控制器,还包含一个AHB接口与CPU衔接。这个接口的主要工作是产生读闪存的控制信号并预取CPU要求的指令块,预取指令块仅用于在I-Code总线上的取指操作,数据常量是通过D-Code总线访问的。这两条总线的访问目标是相同的闪存模块,访问D-Code将比预取指令优先级高。
这里要特别留意一个闪存等待时间,因为CPU运行速度比FLASH快得多,STM32F103的FLASH最快访问速度≤24Mhz,如果CPU频率超过这个速度,那么必须加入等待时间,比如我们一般使用72Mhz的主频,那么FLASH等待周期就必须设置为2,该设置通过FLASH_ACR寄存器设置。
例如,我们要从地址addr,读取一个半字(半字为16为,字为32位),可以通过如下的语句读取:
data=*(vu16*)addr;
将addr强制转换为vu16指针,然后取该指针所指向的地址的值,即得到了addr地址的值。类似的,将上面的vu16该位vu8,即可读取指定地址的一个字节。相对FLASH读取来说,STM32 FLASH的写就复杂一点了,下面我们介绍STM32闪存的编程和擦除。
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:
l FPEC键寄存器(FLASH_KEYR)
l 选择字节键寄存器(FLASH_OPTKEYR)
l 闪存控制寄存器(FLASH_CR)
l 闪存状态寄存器(FLASH_SR)
l 闪存地址寄存器(FLASH_AR)
l 选择字节寄存器(FLASH_OBR)
l 写保护寄存器(FLASH_WRPR)
其中FPEC键寄存器总共有3个键值:
RDPRT键=0X000000A5
KEY1=0X45670123
KEY2=0XCDEF89AB
STM32复位后,FPEC模块是被保护的,不能写入FLASH_CR寄存器;通过写入特定的序列到FLASH_KEYR寄存器可以打开FPEC模块(即写入KEY1和KEY2),只有在写保护被解除后,我们才能操作相关寄存器。
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。
同样,STM32的FLASH在编程的时候,也必须要求其写入地址的FLASH是被擦除了的(也就是其值必须是0XFFFF),否则无法写入,在FLASH_SR寄存器的PGERR位将得到一个警告。
STM23的FLASH编程过程如图39.1.2所示:
从上图可以得到闪存的编程顺序如下:
l 检查FLASH_CR的LOCK是否解锁,如果没有则先解锁
l 检查FLASH_SR寄存器的BSY位,以确认没有其他正在进行的编程操作
l 设置FLASH_CR寄存器的PG位为’1’
l 在指定的地址写入要编程的半字
l 等待BSY位变为’0’
l 读出写入的地址并验证数据
前面提到,我们在STM32的FLASH编程的时候,要先判断缩写地址是否被擦除了,所以,我们有必要再绍一下STM32的闪存擦除,STM32的闪存擦除分为两种:页擦除和整片擦除。页擦除过程如图39.1.3所示
从上图可以看出,STM32的页擦除顺序为:
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