STM32掉電時存數據到FLASH


開發板:STM32F103CBT6        開發環境:keil 4

一、STM32FLASH簡介

  不同的STM32它的FLASH大小也是不一樣的,分為大、中、小容量,容量由16K到1024K不等。這次實驗用的開發板FLASH容量大小為128K。

  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三部分組成。

  主存儲器:該部分主要是用來存放代碼和數據常數,被划分為128頁,每頁1K字節(小容量產品也是每頁1K字節,大容量為每頁2K字節)。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。

  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,用於串口下載代碼,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,則一般用於配置寫保護、讀保護等功能。

  閃存存儲器接口寄存器:該部分用於控制閃存讀寫等,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

閃存的讀取 

  內置閃存模塊可以在通用地址空間直接尋址,任何32位數據的讀操作都能訪問閃存模塊的內容並得到相應的數據。讀接口在閃存端包含一個讀控制器,還包含一個AHB接口與CPU銜接。這個接口的主要工作是產生讀閃存的控制信號並預取CPU要求的指令塊,預取指令塊僅用於在I-Code總線上的取指操作,數據常量是通過D-Code總線訪問的。這兩條總線的訪問目標是相同的閃存模塊,訪問D-Code將比預取指令優先級高。

  這里要特別留意一個閃存等待時間,因為CPU運行速度比FLASH快得多,STM32F103的FLASH最快訪問速度≤24Mhz,如果CPU頻率超過這個速度,那么必須加入等待時間,比如我們一般使用72Mhz的主頻,那么FLASH等待周期就必須設置為2,該設置通過FLASH_ACR寄存器設置。

閃存的編程和擦除

  編程過程:

  ·檢查FLASH_CR的LOCK是否解鎖,如果沒有則先解鎖

  ·檢查FLASH_SR寄存器的BSY位,以確認沒有其他正在進行的編程操作

  ·設置FLASH_CR寄存器的PG位為’1’

  ·在指定的地址寫入要編程的半字

  ·等待BSY位變為’0’

  ·讀出寫入的地址並驗證數據

  擦除過程(頁擦除)

  ·檢查FLASH_CR的LOCK是否解鎖,如果沒有則先解鎖

  ·檢查FLASH_SR寄存器的BSY位,以確認沒有其他正在進行的閃存操作

  ·設置FLASH_CR寄存器的PER位為’1’

  ·用FLASH_AR寄存器選擇要擦除的頁

  ·設置FLASH_CR寄存器的STRT位為’1’

  ·等待BSY位變為’0’

  ·讀出被擦除的頁並做驗證

二、軟件實現

  flash.c文件

  

#include "flash.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"

/***flash解鎖*****/
void STMFLASH_Unlock(void)
{
  FLASH->KEYR=FLASH_KEY1;                                        //寫入解鎖序列
  FLASH->KEYR=FLASH_KEY2;
}

//flash上鎖
void STMFLASH_Lock(void)
{
  FLASH->CR|=1<<7;                                              //上鎖
}

//得到FLASH狀態
u8 STMFLASH_GetStatus(void)
{    
   u32 res;         

   res=FLASH->SR;
   if(res&(1<<0))return 1;                                          //
   else if(res&(1<<2))return 2;                                     //編程錯誤
   else if(res&(1<<4))return 3;                                     //寫保護錯誤
   return 0;                                                        //操作完成
}

//等待操作完成
//time:延時長短
//返回值:狀態.
u8 STMFLASH_WaitDone(u16 time)
{
   u8 res;

   do
   {
      res=STMFLASH_GetStatus();
      if(res!=1)break;                                            //非忙,無需等待,直接退出.
      Delay_us(1); time--;             
    }while(time);
    if(time==0)res=0xff;                                           //TIMEOUT
    return res;
}

//擦除頁
//paddr:頁地址
//返回值:執行情況
u8 STMFLASH_ErasePage(u32 paddr)

{
       u8 res=0;

       res=STMFLASH_WaitDone(0X5FFF);                              //等待上次操作結束,>20ms   
       if(res==0)
       {
              FLASH->CR|=1<<1;                                      //頁擦除
              FLASH->AR=paddr;                                      //設置頁地址
              FLASH->CR|=1<<6;                                      //開始擦除           
              res=STMFLASH_WaitDone(0X5FFF);                       //等待操作結束,>20ms 
              if(res!=1)                                             //非忙
              {
                     FLASH->CR&=~(1<<1);                           //清除頁擦除標志.
              }
       }
       return res;
}

//讀出指定地址的半字(16位數據)
//faddr:讀地址(此地址必須為2的倍數!!)
//返回值:對應數據.
u16 STMFLASH_ReadHalfWord(u32 faddr)
{
    return *(vu16*)faddr; 
}
#if STM32_FLASH_WREN                                               //如果使能了寫   
//不檢查的寫入
//WriteAddr:起始地址
//pBuffer:數據指針
//NumToWrite:半字(16位)數   
void STMFLASH_Write_NoCheck(u32 WriteAddr,u16 *pBuffer,u16 NumToWrite)   
{                       
    u16 i;
    for(i=0;i<NumToWrite;i++)
    {
        FLASH_ProgramHalfWord(WriteAddr,pBuffer[i]);
        WriteAddr+=2;                                           //地址增加2.
    }  
} 
//從指定地址開始寫入指定長度的數據
//WriteAddr:起始地址(此地址必須為2的倍數!!)
//pBuffer:數據指針
//NumToWrite:半字(16位)數(就是要寫入的16位數據的個數.)
#if STM32_FLASH_SIZE<256
#define STM_SECTOR_SIZE 1024                                       //字節
#else 
#define STM_SECTOR_SIZE    2048
#endif         
u16 STMFLASH_BUF[STM_SECTOR_SIZE/2];                               //最多是2K字節

void STMFLASH_Write(u32 WriteAddr,u16 *pBuffer,u16 NumToWrite)
{
    u32 secpos;                                                     //扇區地址
    u16 secoff;                                                     //扇區內偏移地址(16位字計算)
    u16 secremain;                                                  //扇區內剩余地址(16位字計算)       
     u16 i;    
    u32 offaddr;                                                    //去掉0X08000000后的地址
    
    if(WriteAddr<STM32_FLASH_BASE||(WriteAddr>=(STM32_FLASH_BASE+1024*STM32_FLASH_SIZE)))return;//非法地址
    FLASH_Unlock();                                                 //解鎖
    offaddr=WriteAddr-STM32_FLASH_BASE;                             //實際偏移地址.
    secpos=offaddr/STM_SECTOR_SIZE;                                 //扇區地址  0~127 for STM32F103RBT6
    secoff=(offaddr%STM_SECTOR_SIZE)/2;                             //在扇區內的偏移(2個字節為基本單位.)
    secremain=STM_SECTOR_SIZE/2-secoff;                             //扇區剩余空間大小  
    if(NumToWrite<=secremain)secremain=NumToWrite;                 //不大於該扇區范圍
    while(1) 
    {    
        STMFLASH_Read(secpos*STM_SECTOR_SIZE+STM32_FLASH_BASE,STMFLASH_BUF,STM_SECTOR_SIZE/2);//讀出整個扇區的內容
        for(i=0;i<secremain;i++)                                   //校驗數據
        {
            if(STMFLASH_BUF[secoff+i]!=0XFFFF)break;              //需要擦除      
        }
        if(i<secremain)                                            //需要擦除
        {
            FLASH_ErasePage(secpos*STM_SECTOR_SIZE+STM32_FLASH_BASE);               //擦除這個扇區
            for(i=0;i<secremain;i++)                              //復制
            {
                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
        }else STMFLASH_Write_NoCheck(WriteAddr,pBuffer,secremain); //寫已經擦除了的,直接寫入扇區剩余區間.                    
        if(NumToWrite==secremain)break;                            //寫入結束了
        else                                                       //寫入未結束
        {
            secpos++;                                              //扇區地址增1
            secoff=0;                                              //偏移位置為0      
               pBuffer+=secremain;                                 //指針偏移
            WriteAddr+=secremain;                                  //寫地址偏移       
               NumToWrite-=secremain;                              //字節(16位)數遞減
            if(NumToWrite>(STM_SECTOR_SIZE/2))secremain=STM_SECTOR_SIZE/2;//下一個扇區還是寫不完
            else secremain=NumToWrite;                             //下一個扇區可以寫完了
        }     
    };    
    FLASH_Lock();                                                  //上鎖
}
#endif

//從指定地址開始讀取指定長度的數據
//ReadAddr:起始地址
//pBuffer:數據指針
//NumToWrite:半字(16位)數
void STMFLASH_Read(u32 ReadAddr,u16 *pBuffer,u16 NumToRead)
{
    u16 i;
    for(i=0;i<NumToRead;i++)
    {
        pBuffer[i]=STMFLASH_ReadHalfWord(ReadAddr);               //讀取2個字節.
        ReadAddr+=2;                                              //偏移2個字節
    }
}

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//WriteAddr:起始地址
//WriteData:要寫入的數據
void Test_Write(u32 WriteAddr,u16 WriteData)       
{
    STMFLASH_Write(WriteAddr,&WriteData,1);                       //寫入一個字 
}

 

  flash.h文件

  

#ifndef __FLASH_H__
#define __FLASH_H__
#include <stm32f10x.h>

#define FLASH_KEY1               0X45670123
#define FLASH_KEY2               0XCDEF89AB

#define STM32_FLASH_SIZE 128                                 //所選STM32的FLASH容量大小(單位為K)
#define STM32_FLASH_WREN 1                                       //使能FLASH寫入(0,不使能;1,使能)
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

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


void STMFLASH_Unlock(void);                                        //解鎖
void STMFLASH_Lock(void);                                       //上鎖
u8 STMFLASH_GetStatus(void);                                       //獲得狀態
u8 STMFLASH_WaitDone(u16 time);                                  //等待操作結束
u8 STMFLASH_ErasePage(u32 paddr);                                  //擦除頁
u16 STMFLASH_ReadHalfWord(u32 faddr);                               //讀出半字  
void STMFLASH_WriteLenByte(u32 WriteAddr,u32 DataToWrite,u16 Len);       //指定地址開始寫入指定長度的數據
u32 STMFLASH_ReadLenByte(u32 ReadAddr,u16 Len);                       //指定地址開始讀取指定長度的數據
void STMFLASH_Write(u32 WriteAddr,u16 *pBuffer,u16 NumToWrite);          //從指定地址開始寫入指定長度的數據
void STMFLASH_Read(u32 ReadAddr,u16 *pBuffer,u16 NumToRead);             //從指定地址開始讀取指定長度的數據

//測試寫入
void Test_Write(u32 WriteAddr,u16 WriteData);                                   
#endif

 

  main.c文件

#include "flash.h"

#define SIZE sizeof(TEXT_Buffer)                  ///數組長度
#define FLASH_SAVE_ADDR  0X08070000   //設置FLASH 保存地址(必須為偶數,且其值要大於本代碼所占用FLASH的大小+0X08000000)

const u8 TEXT_Buffer[]={"STM32 FLASH TEST"};
u8 datatemp[SIZE];

int main(void)
{
     while(1)
    {
        if(掉電)
     {
          STMFLASH_Write(FLASH_SAVE_ADDR,(u16*)TEXT_Buffer,SIZE);//flash寫函數
     }  
           STMFLASH_Read(FLASH_SAVE_ADDR,(u16*)datatemp,SIZE);     //flash讀函數   
   }
}

 

  以上就是flash在掉電的時候進行讀寫的程序,項目用到了就記錄一下,方便以后查閱學習。其中的大部分代碼在庫函數中都能夠找到參考。


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