【stm32f407】flash编程
一.Flash介绍不同型号的STM32F40xx/41xx,其FLASH容量也有所不同,最小的只有128K字节,最大的则达到了1024K字节。STM32F4的FLASH容量为1024K字节,如参考手册图:
STM32F4的闪存模块由:主存储器、系统存储器、OPT区域和选项字节等4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)。分为12个扇区,前4个扇区为16KB大小,然后扇区4是64KB大小,扇区5~11是128K大小,不同容量的STM32F4,拥有的扇区数不一样,比如我们的STM32F407ZGT6,则拥有全部12个扇区。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。 系统存储器,这个主要用来存放STM32F4的bootloader代码,此代码是出厂的时候就固化在STM32F4里面了,专门来给主存储器下载代码的。当B0接V3.3,B1接GND的时候,从该存储器启动(即进入串口下载模式)。 OTP区域,即一次性可编程区域,共528字节,被分成两个部分,前面512字节(32字节为1块,分成16块),可以用来存储一些用户数据(一次性的,写完一次,永远不可以擦除!!),后面16字节,用于锁定对应块。 选项字节,用于配置读保护、BOR级别、软件/硬件看门狗以及器件处于待机或停止模式下的复位。 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。 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。 1.闪存的读取STM32F4可通过内部的I-Code指令总线或D-Code数据总线访问内置闪存模块,本章我们主要讲解数据读写,即通过D-Code数据总线来访问内部闪存模块。为了准确读取 Flash 数据,必须根据? CPU 时钟? (HCLK) 频率和器件电源电压在? Flash 存取控制寄存器? (FLASH_ACR) 中正确地设置等待周期数 (LATENCY)。当电源电压低于2.1V 时,必须关闭预取缓冲器。Flash等待周期与CPU时钟频率之间的对应关系,如表所示:
等待周期通过FLASH_ACR寄存器的LATENCY[2:0]三个位设置。系统复位后,CPU时钟频率为内部16M RC振荡器,LATENCY默认是0,即1个等待周期。供电电压,我们一般是3.3V,所以,在我们设置168Mhz频率作为CPU时钟之前,必须先设置LATENCY为5,否则FLASH读写可能出错,导致死机。正常工作时(168Mhz),虽然FLASH需要6个CPU等待周期,但是由于STM32F4具有自适应实时存储器加速器(ARTAccelerator),通过指令缓存存储器,预取指令,实现相当于0 FLASH等待的运行速度 STM23F4的FLASH读取是很简单的。例如,我们要从地址addr,读取一个字(字 节为8位,半字为16位,字为32位),可以通过如下的语句读取: data=*(vu32*)addr; 将addr强制转换为vu32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vu32改为vu16,即可读取指定地址的一个半字。相对FLASH读取来说, 2. 闪存的编程和擦除执行任何Flash编程操作(擦除或编程)时,CPU时钟频率 (HCLK)不能低于1 MHz。如果在Flash操作期间发生器件复位,无法保证Flash中的内容。 在对 STM32F4的Flash执行写入或擦除操作期间,任何读取Flash的尝试都会导致总线阻塞。只有在完成编程操作后,才能正确处理读操作。这意味着,写/擦除操作进行期间不能从Flash中执行代码或数据获取操作。 STM32F4的闪存编程由6个32位寄存器控制,他们分别是: FLASH访问控制寄存器(FLASH_ACR) FLASH秘钥寄存器(FLASH_KEYR) FLASH选项秘钥寄存器(FLASH_OPTKEYR) FLASH状态寄存器(FLASH_SR) FLASH控制寄存器(FLASH_CR) FLASH选项控制寄存器(FLASH_OPTCR) STM32F4复位后,FLASH编程操作是被保护的,不能写入FLASH_CR寄存器;通过写入特定的序列(0X45670123和0XCDEF89AB)到FLASH_KEYR寄存器才可解除写保护,只有在写保护被解除后,我们才能操作相关寄存器。 FLASH_CR的解锁序列为: 1),写0X45670123到FLASH_KEYR 2),写0XCDEF89AB到FLASH_KEYR 通过这两个步骤,即可解锁FLASH_CR,如果写入错误,那么FLASH_CR将被锁定,直到下次复位后才可以再次解锁。 STM32F4闪存的编程位数可以通过FLASH_CR的PSIZE字段配置,PSIZE的设置必须和电源电压匹配,如图:
???????? 由于我们开发板用的电压是3.3V,所以PSIZE必须设置为10,即32位并行位数。擦除或者编程,都必须以32位为基础进行。STM32F4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0XFFFFFFFF),否则无法写入。STM32F4的标准编程步骤如下: 1),检查FLASH_SR中的BSY位,确保当前未执行任何FLASH操作。 2),将FLASH_CR寄存器中的PG位置1,激活FLASH编程。 3),针对所需存储器地址(主存储器块或OTP区域内)执行数据写入操作: —并行位数为x8时按字节写入(PSIZE=00) —并行位数为x16时按半字写入(PSIZE=01) —并行位数为x32时按字写入(PSIZE=02) —并行位数为x64时按双字写入(PSIZE=03) 4),等待BSY位清零,完成一次编程。 按以上四步操作,就可以完成一次FLASH编程。不过有几点要注意:1,编程前,要确保 要写如地址的FLASH已经擦除。2,要先解锁(否则不能操作FLASH_CR)。3,编程操作对 OPT区域也有效,方法一模一样。 我们在STM32F4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 必要再介绍一下STM32F4的闪存擦除,STM32F4的闪存擦除分为两种:扇区擦除和整片擦除。 扇区擦除步骤如下: 1),检查FLASH_CR的LOCK是否解锁,如果没有则先解锁 2),检查FLASH_SR寄存器中的BSY 位,确保当前未执行任何FLASH操作 3),在FLASH_CR寄存器中,将SER位置1,并从主存储块的12个扇区中选择要擦除的 扇区 (SNB) 4),将FLASH_CR寄存器中的STRT位置1,触发擦除操作 5),等待BSY位清零 经过以上五步,就可以擦除某个扇区。 通过以上了解,我们基本上知道了STM32F4闪存的读写所要执行的步骤了,接下来,我 们看看与读写相关的寄存器说明。 第一个介绍的是FLASH访问控制寄存器:FLASH_ACR。该寄存器各位描述如图所示: ? 这里,我们重点看LATENCY[2:0]这三个位,这三个位,必须根据我们MCU的工作电压 和频率,来进行正确的设置,否则,可能死机,设置规则见表39.1.1。其他DCEN、ICEN 和 PRFTEN这三个位也比较重要,为了达到最佳性能,这三个位我们一般都设置为1即可。 第二个介绍的是FLASH秘钥寄存器:FLASH_KEYR。该寄存器各位描述如图所示:
该寄存器主要用来解锁FLASH_CR,必须在该寄存器写入特定的序列(KEY1和KEY2) 解锁后,才能对FLASH_CR寄存器进行写操作。 第三个要介绍的是FLASH控制寄存器:FLASH_CR。该寄存器的各位描述如图所示:
该寄存器我们本章只用到了它的LOCK、STRT、PSIZE[1:0]、SNB[3:0]、SER和PG等位。 LOCK位,该位用于指示FLASH_CR寄存器是否被锁住,该位在检测到正确的解锁序列后, 硬件将其清零。在一次不成功的解锁操作后,在下次系统复位之前,该位将不再改变。 STRT位,该位用于开始一次擦除操作。在该位写入1,将执行一次擦除操作。 PSIZE[1:0]位,用于设置编程宽度,3.3V时,我们设置PSIZE=2即可。 SNB[3:0]位,这4个位用于选择要擦除的扇区编号,取值范围为0~11。 SER位,该位用于选择扇区擦除操作,在扇区擦除的时候,需要将该位置1。 PG位,该位用于选择编程操作,在往FLASH写数据的时候,该位需要置1。 FLASH_CR的其他位,我们就不在这里介绍了 最后要介绍的是FLASH状态寄存器:FLASH_SR。该寄存器各位描述如图所示:
该寄存器我们主要用了其BSY位,当该位位1时,表示正在执行FLASH操作。当该位为 0时,表示当前未执行任何FLASH操作。 二.Stm32操作flash步骤Stm32官方库函数分布在文件stm32f4xx_flash.c以及stm32f4xx_flash.h文件中 1)锁定解锁函数 上面讲解到在对FLASH进行写操作前必须先解锁,解锁操作也就是必须在FLASH_KEYR寄存器写入特定的序列(KEY1和KEY2),固件库函数实现很简单: voidFLASH_Unlock(void); 同样的道理,在对FLASH写操作完成之后,我们要锁定FLASH,使用的库函数是: voidFLASH_Lock(void); 2)写操作函数 固件库提供了四个FLASH写函数: FLASH_StatusFLASH_ProgramDoubleWord(uint32_t Address,uint64_t Data); FLASH_StatusFLASH_ProgramWord(uint32_t Address,uint32_t Data); FLASH_StatusFLASH_ProgramHalfWord(uint32_t Address,uint16_t Data); FLASH_StatusFLASH_ProgramByte(uint32_t Address,uint8_t Data); 这几个函数从名字上面还是比较好理解意思,分别为写入双字,字,半字,字节的函数。 3)擦除函数 固件库提供四个FLASH擦除函数: FLASH_StatusFLASH_EraseSector(uint32_t FLASH_Sector,uint8_t VoltageRange); FLASH_StatusFLASH_EraseAllSectors(uint8_t VoltageRange); FLASH_StatusFLASH_EraseAllBank1Sectors(uint8_t VoltageRange); FLASH_StatusFLASH_EraseAllBank2Sectors(uint8_t VoltageRange); 对于前面两个函数比较好理解,一个是用来擦除某个Sector,一个使用来擦除全部的sectors。 对于第三个和第四个函数,这里的话主要是针对STM32F42X系列和STM32F43X系列芯片而言的,因为它们将所有的sectors分为两个bank。所以这两个函数用来擦除2个bank下的sectors的。第一个参数取值范围在固件库有相关宏定义标识符已经定义好,为FLASH_Sector_0~FLASH_Sector_11(对于我们使用的STM32F407最大是 FLASH_Sector_11),对于这些函数的第二个参数,我们这里电源电压范围是3.3V,所以选择VoltageRange_3即可。 4)获取FLASH状态 获取FLASH状态主要调用的函数是: FLASH_StatusFLASH_GetStatus(void); 返回值是通过枚举类型定义的: typedefenum { FLASH_BUSY= 1,//操作忙 FLASH_ERROR_RD,//读保护错误 FLASH_ERROR_PGS,//编程顺序错误 FLASH_ERROR_PGP,//编程并行位数错误 FLASH_ERROR_PGA,//编程对齐错误 FLASH_ERROR_WRP,//写保护错误 FLASH_ERROR_PROGRAM,//编程错误 FLASH_ERROR_OPERATION,//操作错误 FLASH_COMPLETE//操作结束 }FLASH_Status; 从这里面我们可以看到FLASH操作的几个状态。 5)等待操作完成函数 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。 所以在每次操作之前,我们都要等待上一次操作完成这次操作才能开始。使用的函数是:FLASH_Status FLASH_WaitForLastOperation(void) 返回值是FLASH的状态,这个很容易理解,这个函数本身我们在固件库中使用得不多,但是在固件库函数体中间可以多次看到。 6)读FLASH特定地址数据函数 有写就必定有读,而读取FLASH指定地址的数据的函数固件库并没有给出来,这里我们提供从指定地址一个读取一个字的函数: u32STMFLASH_ReadWord(u32 faddr) { return*(vu32*)faddr; } 7)写选项字节操作 固件库还提供了一些列选项字节区域操作函数,这里因为本实验没有用到选项字节区域操作,这里我们就不做过多讲解 三.操作flash源码Flash.h #ifndef_FLASH_H_H_H #define_FLASH_H_H_H #include"stm32f4xx_gpio.h" #include"stm32f4xx_rcc.h" #include"stm32f4xx_flash.h" ? //FLASH起始地址 #defineSTM32_FLASH_BASE 0x08000000 ??? //STM32FLASH的起始地址 ? //FLASH 扇区的起始地址 #defineADDR_FLASH_SECTOR_0???? ((u32)0x08000000)????????? //扇区0起始地址,16Kbytes? #defineADDR_FLASH_SECTOR_1???? ((u32)0x08004000)????????? //扇区1起始地址,16Kbytes? #defineADDR_FLASH_SECTOR_2???? ((u32)0x08008000)????????? //扇区2起始地址,16Kbytes? #defineADDR_FLASH_SECTOR_3???? ((u32)0x0800C000)???????? //扇区3起始地址,16Kbytes? #defineADDR_FLASH_SECTOR_4???? ((u32)0x08010000)????????? //扇区4起始地址,64Kbytes? #defineADDR_FLASH_SECTOR_5???? ((u32)0x08020000)????????? //扇区5起始地址,128Kbytes? #defineADDR_FLASH_SECTOR_6???? ((u32)0x08040000)????????? //扇区6起始地址,128Kbytes? #defineADDR_FLASH_SECTOR_7???? ((u32)0x08060000)????????? //扇区7起始地址,128 Kbytes? #defineADDR_FLASH_SECTOR_8???? ((u32)0x08080000)????????? //扇区8起始地址,128Kbytes? #defineADDR_FLASH_SECTOR_9???? ((u32)0x080A0000)???????? //扇区9起始地址,128Kbytes? #defineADDR_FLASH_SECTOR_10??? ((u32)0x080C0000)???????? //扇区10起始地址,128Kbytes? #defineADDR_FLASH_SECTOR_11??? ((u32)0x080E0000)????????? //扇区11起始地址,128Kbytes? ? u32STMFLASH_ReadWord(u32 faddr);??????????? ? ???? //读出字? voidSTMFLASH_Write(u32 WriteAddr,u32 *pBuffer,u32 NumToWrite);????????????????? //从指定地址开始写入指定长度的数据 voidSTMFLASH_Read(u32 ReadAddr,u32 NumToRead);?? ????????????? //从指定地址开始读出指定长度的数据 #endif Flash.c #include"flash.h" //读取指定地址的半字(16位数据) //faddr:读地址 //返回值:对应数据. u32STMFLASH_ReadWord(u32 faddr) { ? return *(vu32*)faddr; }? //获取某个地址所在的flash扇区 //addr:flash地址 //返回值:0~11,即addr所在的扇区 uint16_tSTMFLASH_GetFlashSector(u32 addr) { ? if(addr<ADDR_FLASH_SECTOR_1)returnFLASH_Sector_0; ? else if(addr<ADDR_FLASH_SECTOR_2)returnFLASH_Sector_1; ? else if(addr<ADDR_FLASH_SECTOR_3)returnFLASH_Sector_2; ? else if(addr<ADDR_FLASH_SECTOR_4)returnFLASH_Sector_3; ? else if(addr<ADDR_FLASH_SECTOR_5)returnFLASH_Sector_4; ? else if(addr<ADDR_FLASH_SECTOR_6)returnFLASH_Sector_5; ? else if(addr<ADDR_FLASH_SECTOR_7)returnFLASH_Sector_6; ? else if(addr<ADDR_FLASH_SECTOR_8)returnFLASH_Sector_7; ? else if(addr<ADDR_FLASH_SECTOR_9)returnFLASH_Sector_8; ? else if(addr<ADDR_FLASH_SECTOR_10)returnFLASH_Sector_9; ? else if(addr<ADDR_FLASH_SECTOR_11)returnFLASH_Sector_10; ? return FLASH_Sector_11;??? } //从指定地址开始写入指定长度的数据 //特别注意:因为STM32F4的扇区实在太大,没办法本地保存扇区数据,所以本函数 //???????? 写地址如果非0XFF,那么会先擦除整个扇区且不保存扇区数据.所以 //???????? 写非0XFF的地址,将导致整个扇区数据丢失.建议写之前确保扇区里 //???????? 没有重要数据,最好是整个扇区先擦除了,然后慢慢往后写. //该函数对OTP区域也有效!可以用来写OTP区! //OTP区域地址范围:0X1FFF7800~0X1FFF7A0F //WriteAddr:起始地址(此地址必须为4的倍数!!) //pBuffer:数据指针 //NumToWrite:字(32位)数(就是要写入的32位数据的个数.) voidSTMFLASH_Write(u32 WriteAddr,u32 NumToWrite)????????? { ? FLASH_Status status = FLASH_COMPLETE; ? u32 addrx=0; ? u32 endaddr=0;?? ?if(WriteAddr<STM32_FLASH_BASE||WriteAddr%4)return;??????? //非法地址 ? FLASH_Unlock();???????????????????????????????????????????????????????????????????????????? //解锁 ? FLASH_DataCacheCmd(DISABLE);//FLASH擦除期间,必须禁止数据缓存 ???????????????? ? addrx=WriteAddr;??????????????????????????????????? //写入的起始地址 ? endaddr=WriteAddr+NumToWrite*4;???????? //写入的结束地址 ? if(addrx<0X1FFF0000)??????????????????? //只有主存储区,才需要执行擦除操作!! ? { ??? while(addrx<endaddr)?????????????? //扫清一切障碍.(对非FFFFFFFF的地方,先擦除) ??? { ?????if(STMFLASH_ReadWord(addrx)!=0XFFFFFFFF)//有非0XFFFFFFFF的地方,要擦除这个扇区 ????? {?? ???????status=FLASH_EraseSector(STMFLASH_GetFlashSector(addrx),VoltageRange_3);//VCC=2.7~3.6V之间!! ??????? if(status!=FLASH_COMPLETE)break;?????? //发生错误了 ????? }else addrx+=4; ?? ?} ? } ? ? if(status==FLASH_COMPLETE) ? { ??? while(WriteAddr<endaddr)//写数据 ??? { ?????if(FLASH_ProgramWord(WriteAddr,*pBuffer)!=FLASH_COMPLETE)//写入数据 ????? { ??????? break;?????? //写入异常 ????? } ????? WriteAddr+=4; ????? pBuffer++; ??? } ? } ? FLASH_DataCacheCmd(ENABLE);?????? //FLASH擦除结束,开启数据缓存 ? FLASH_Lock();//上锁 } ? //从指定地址开始读出指定长度的数据 //ReadAddr:起始地址 //pBuffer:数据指针 //NumToRead:字(4位)数 voidSTMFLASH_Read(u32 ReadAddr,u32 NumToRead)?? ????? { ? u32 i; ? for(i=0;i<NumToRead;i++) ? { ??? pBuffer[i]=STMFLASH_ReadWord(ReadAddr);//读取4个字节. ??? ReadAddr+=4;//偏移4个字节.????? ? } } Main.c #include"led.h" #include"key.h" #include"delay.h" #include"uart.h" #include"exit.h" #include"iwdog.h" #include"pwm.h" #include"can.h" #include"flash.h" ? intcheckSystem( ) { ? union check ? { ??? int i; ??? char ch; ? }c; ? c.i = 1; ? return (c.ch ==1); } //要写入到STM32FLASH的字符串数组 const u8TEXT_Buffer[]={"http://blog.csdn.net/xiaoxiaopengbo"}; #defineTEXT_LENTH sizeof(TEXT_Buffer)?????? ??????????????? ?????? //数组长度????? #defineSIZE TEXT_LENTH/4+((TEXT_LENTH%4)?1:0) ? #defineFLASH_SAVE_ADDR? 0X0800C004 //设置FLASH 保存地址(必须为偶数,且所在扇区,要大于本代码所占用到的扇区. ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? //否则,写操作的时候,可能会导致擦除整个扇区,从而引起部分程序丢失.引起死机. intmain(void) { ? u8 datatemp[SIZE];????? ? u8 check_platform = checkSystem(); ? ? ? NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置系统中断优先级分组2 ? My_USART2_Init(); ? delay_init(168);? //初始化延时函数 ? ? if(check_platform == 1) ? { ??? printf("small endianrn"); ? } ? else ? { ??? printf("big endianrn"); ? } ?STMFLASH_Write(FLASH_SAVE_ADDR,(u32*)TEXT_Buffer,SIZE); ? printf("flahs write successrn"); ? ? delay_ms(2000); ?STMFLASH_Read(FLASH_SAVE_ADDR,(u32*)datatemp,SIZE); ? printf("flash read:%srn",datatemp); ?? } 此函数主要是执行把TEXT_Buffer写到flash,然后过2s去读出来 执行结果如下:
发现debug的时候memory是:
发现是小端模式,所以就增加了一个模式的检验
去网上查看说ARM可以切换大小端模式,有人说stm32也可以切换,但是至少我没有在数据手册找到,而且默认的是小端,所以暂时不去关注,有知道的可以补充下 (编辑:李大同) 【声明】本站内容均来自网络,其相关言论仅代表作者个人观点,不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利,请及时与联系站长删除相关内容! |