代码收藏家 【STM32】FLASH闪存存储器的擦除与编程详解
本篇博客重点在于标准库函数的理解与使用，搭建一个框架便于快速开发
目录
FLASH简介
Flash操作注意事项
FLASH基本结构
程序存储器读写代码
MyFLASH.h
MyFLASH.c
Store.h
Store.c
main.c
选项字节读写
编辑器件电子签名
FLASH简介
STM32F1系列的FLASH包含程序存储器（存储C语言编译后的程序代码）、系统存储器（存储BootLoader和电子签名）和选项字节（存储一些独立于程序代码的配置参数）三个部分，通过闪存存储器接口（外设）可以对程序存储器和选项字节进行擦除和编程
FLASH接口
读写FLASH的用途：利用程序存储器的剩余空间来保存掉电不丢失的用户数据 ；通过在程序中编程（IAP），实现程序的自我更新
在线编程（In-Circuit Programming – ICP）用于更新程序存储器的全部内容，它通过JTAG、SWD协议或系统加载程序（Bootloader）下载程序
在程序中编程（In-Application Programming – IAP）可以使用微控制器支持的任一种通信接口下载程序
本节学习程序存储器FLASH的第一个用途， 保存掉电不丢失的数据
闪存模块组织
中容量产品的主储存器有64页
使用指针访问存储器
使用指针读指定地址下的存储器： uint16_t Data = *((__IO uint16_t *)(0x08000000));
使用指针写指定地址下的存储器： *((__IO uint16_t *)(0x08000000)) = 0x1234;
其中： #define __IO volatile
volatile可防止编译器优化
Flash操作注意事项
写入操作时：
读取操作时：
直接调用读取时序，无需使能，无需额外操作，没有页的限制，读取操作结束后不会进入忙状态，但不能在忙状态时读取
FLASH基本结构
FPEC共有三个键值：RDPRT键 = 0x000000A5， KEY1 = 0x45670123 ，KEY2 =0xCDEF89AB
解锁：复位后，FPEC被保护，不能写入FLASH_CR 在FLASH_KEYR先写入KEY1，再写入KEY2，解锁
注：错误的操作序列会在下次复位前锁死FPEC和FLASH_CR
加锁：设置FLASH_CR中的LOCK位锁住FPEC和FLASH_CR
可以用整片擦除功能擦除所有用户区的闪存，信息块不受此操作影响
程序存储器读写代码
程序存储器的编程，页擦除，全擦除过程框图等更多内容见STM32F10xxx闪存编程手册
MyFLASH.h
#ifndef __MYFLASH_H
#define __MYFLASH_H
uint32_t MyFLASH_ReadWord(uint32_t Address);
uint16_t MyFLASH_ReadHalfWord(uint32_t Address);
uint8_t MyFLASH_ReadByte(uint32_t Address);
void MyFLASH_EraseAllPages(void);
void MyFLASH_ErasePage(uint32_t PageAddress);
void MyFLASH_ProgramWord(uint32_t Address, uint32_t Data);
void MyFLASH_ProgramHalfWord(uint32_t Address, uint16_t Data);
#endif
MyFLASH.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
/**
* 函 数：FLASH读取一个32位的字
* 参 数：Address 要读取数据的字地址
* 返 回 值：指定地址下的数据
*/
uint32_t MyFLASH_ReadWord(uint32_t Address)
{
return *((__IO uint32_t *)(Address)); //使用指针访问指定地址下的数据并返回
}
/**
* 函 数：FLASH读取一个16位的半字
* 参 数：Address 要读取数据的半字地址
* 返 回 值：指定地址下的数据
*/
uint16_t MyFLASH_ReadHalfWord(uint32_t Address)
{
return *((__IO uint16_t *)(Address)); //使用指针访问指定地址下的数据并返回
}
/**
* 函 数：FLASH读取一个8位的字节
* 参 数：Address 要读取数据的字节地址
* 返 回 值：指定地址下的数据
*/
uint8_t MyFLASH_ReadByte(uint32_t Address)
{
return *((__IO uint8_t *)(Address)); //使用指针访问指定地址下的数据并返回
}
/**
* 函 数：FLASH全擦除
* 参 数：无
* 返 回 值：无
* 说 明：调用此函数后，FLASH的所有页都会被擦除，包括程序文件本身，擦除后，程序将不复存在
*/
void MyFLASH_EraseAllPages(void)
{
FLASH_Unlock(); //解锁
FLASH_EraseAllPages(); //全擦除
FLASH_Lock(); //加锁
}
/**
* 函 数：FLASH页擦除
* 参 数：PageAddress 要擦除页的页地址
* 返 回 值：无
*/
void MyFLASH_ErasePage(uint32_t PageAddress)
{
FLASH_Unlock(); //解锁
FLASH_ErasePage(PageAddress); //页擦除
FLASH_Lock(); //加锁
}
/**
* 函 数：FLASH编程字
* 参 数：Address 要写入数据的字地址
* 参 数：Data 要写入的32位数据
* 返 回 值：无
*/
void MyFLASH_ProgramWord(uint32_t Address, uint32_t Data)
{
FLASH_Unlock(); //解锁
FLASH_ProgramWord(Address, Data); //编程字
FLASH_Lock(); //加锁
}
/**
* 函 数：FLASH编程半字
* 参 数：Address 要写入数据的半字地址
* 参 数：Data 要写入的16位数据
* 返 回 值：无
*/
void MyFLASH_ProgramHalfWord(uint32_t Address, uint16_t Data)
{
FLASH_Unlock(); //解锁
FLASH_ProgramHalfWord(Address, Data); //编程半字
FLASH_Lock(); //加锁
}
Store.h
#ifndef __STORE_H
#define __STORE_H
extern uint16_t Store_Data[];
void Store_Init(void);
void Store_Save(void);
void Store_Clear(void);
#endif
Store.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "MyFLASH.h"
#define STORE_START_ADDRESS 0x0800FC00 //存储的起始地址
#define STORE_COUNT 512 //存储数据的个数
uint16_t Store_Data[STORE_COUNT]; //定义SRAM数组
/**
* 函 数：参数存储模块初始化
* 参 数：无
* 返 回 值：无
*/
void Store_Init(void)
{
/*判断是不是第一次使用*/
if (MyFLASH_ReadHalfWord(STORE_START_ADDRESS) != 0xA5A5) //读取第一个半字的标志位，if成立，则执行第一次使用的初始化
{
MyFLASH_ErasePage(STORE_START_ADDRESS); //擦除指定页
MyFLASH_ProgramHalfWord(STORE_START_ADDRESS, 0xA5A5); //在第一个半字写入自己规定的标志位，用于判断是不是第一次使用
for (uint16_t i = 1; i < STORE_COUNT; i ++) //循环STORE_COUNT次，除了第一个标志位
{
MyFLASH_ProgramHalfWord(STORE_START_ADDRESS + i * 2, 0x0000); //除了标志位的有效数据全部清0
}
}
/*上电时，将闪存数据加载回SRAM数组，实现SRAM数组的掉电不丢失*/
for (uint16_t i = 0; i < STORE_COUNT; i ++) //循环STORE_COUNT次，包括第一个标志位
{
Store_Data[i] = MyFLASH_ReadHalfWord(STORE_START_ADDRESS + i * 2); //将闪存的数据加载回SRAM数组
}
}
/**
* 函 数：参数存储模块保存数据到闪存
* 参 数：无
* 返 回 值：无
*/
void Store_Save(void)
{
MyFLASH_ErasePage(STORE_START_ADDRESS); //擦除指定页
for (uint16_t i = 0; i < STORE_COUNT; i ++) //循环STORE_COUNT次，包括第一个标志位
{
MyFLASH_ProgramHalfWord(STORE_START_ADDRESS + i * 2, Store_Data[i]); //将SRAM数组的数据备份保存到闪存
}
}
/**
* 函 数：参数存储模块将所有有效数据清0
* 参 数：无
* 返 回 值：无
*/
void Store_Clear(void)
{
for (uint16_t i = 1; i < STORE_COUNT; i ++) //循环STORE_COUNT次，除了第一个标志位
{
Store_Data[i] = 0x0000; //SRAM数组有效数据清0
}
Store_Save(); //保存数据到闪存
}
main.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Store.h"
#include "Key.h"
uint8_t KeyNum; //定义用于接收按键键码的变量
int main(void)
{
/*模块初始化*/
OLED_Init(); //OLED初始化
Key_Init(); //按键初始化
Store_Init(); //参数存储模块初始化，在上电的时候将闪存的数据加载回Store_Data，实现掉电不丢失
/*显示静态字符串*/
OLED_ShowString(1, 1, "Flag:");
OLED_ShowString(2, 1, "Data:");
while (1)
{
KeyNum = Key_GetNum(); //获取按键键码
if (KeyNum == 1) //按键1按下
{
Store_Data[1] ++; //变换测试数据
Store_Data[2] += 2;
Store_Data[3] += 3;
Store_Data[4] += 4;
Store_Save(); //将Store_Data的数据备份保存到闪存，实现掉电不丢失
}
if (KeyNum == 2) //按键2按下
{
Store_Clear(); //将Store_Data的数据全部清0
}
OLED_ShowHexNum(1, 6, Store_Data[0], 4); //显示Store_Data的第一位标志位
OLED_ShowHexNum(3, 1, Store_Data[1], 4); //显示Store_Data的有效存储数据
OLED_ShowHexNum(3, 6, Store_Data[2], 4);
OLED_ShowHexNum(4, 1, Store_Data[3], 4);
OLED_ShowHexNum(4, 6, Store_Data[4], 4);
}
}
选项字节读写
RDP：写入RDPRT键（0x000000A5）后解除读保护
USER：配置硬件看门狗和进入停机/待机模式是否产生复位
Data0/1：用户可自定义使用
WRP0/1/2/3：配置写保护，每一个位对应保护4个存储页（中容量 ）
选项字节的读写直接操作STM32 ST-LINK Utility软件即可，不再写代码了
器件电子签名
电子签名存放在闪存存储器模块的系统存储区域，包含的芯片识别信息在出厂时编写，不可更改，使用指针读指定地址下的存储器可获取电子签名
| 名称 | 基地址 | 大小 |
| 闪存容量寄存器 | 0x1FFFF7E0 | 16位 |
| 产品唯一身份标识寄存器 | 0x1FFFF7E8 | 96位 |
实际开发中，可判断器件电子签名后再执行特定代码，防止代码被偷走后能够被其他芯片使用
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
int main(void)
{
OLED_Init(); //OLED初始化
OLED_ShowString(1, 1, "F_SIZE:"); //显示静态字符串
OLED_ShowHexNum(1, 8, *((__IO uint16_t *)(0x1FFFF7E0)), 4); //使用指针读取指定地址下的闪存容量寄存器
OLED_ShowString(2, 1, "U_ID:"); //显示静态字符串
OLED_ShowHexNum(2, 6, *((__IO uint16_t *)(0x1FFFF7E8)), 4); //使用指针读取指定地址下的产品唯一身份标识寄存器
OLED_ShowHexNum(2, 11, *((__IO uint16_t *)(0x1FFFF7E8 + 0x02)), 4);
OLED_ShowHexNum(3, 1, *((__IO uint32_t *)(0x1FFFF7E8 + 0x04)), 8);
OLED_ShowHexNum(4, 1, *((__IO uint32_t *)(0x1FFFF7E8 + 0x08)), 8);
while (1)
{
}
}
作者：我不吃代码
