【经验分享】STM32掉电时存数据到FLASH

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STMCU小助手发布时间：2022-1-30 01:00

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文章简介:	STM32掉电时存数据到FLASH

一、STM32FLASH简介

　　不同的STM32它的FLASH大小也是不一样的，分为大、中、小容量，容量由16K到1024K不等。这次实验用的开发板FLASH容量大小为128K。

　　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三部分组成。

　　主存储器：该部分主要是用来存放代码和数据常数，被划分为128页，每页1K字节（小容量产品也是每页1K字节，大容量为每页2K字节）。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。

　　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。

闪存的编程和擦除

　　编程过程：

　　·检查FLASH_CR的LOCK是否解锁，如果没有则先解锁

　　·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

　　·设置FLASH_CR寄存器的PG位为’1’

　　·在指定的地址写入要编程的半字

　　·等待BSY位变为’0’

　　·读出写入的地址并验证数据

　　擦除过程（页擦除）

　　·检查FLASH_CR的LOCK是否解锁，如果没有则先解锁

　　·检查FLASH_SR寄存器的BSY位，以确认没有其他正在进行的闪存操作

　　·设置FLASH_CR寄存器的PER位为’1’

　　·用FLASH_AR寄存器选择要擦除的页

　　·设置FLASH_CR寄存器的STRT位为’1’

　　·等待BSY位变为’0’

　　·读出被擦除的页并做验证

二、软件实现

　　flash.c文件

#include "flash.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
/***flash解锁*****/
void STMFLASH_Unlock(void)
{
FLASH->KEYR=FLASH_KEY1; 　　　　//写入解锁序列
FLASH->KEYR=FLASH_KEY2;
}
//flash上锁
void STMFLASH_Lock(void)
{
FLASH->CR|=1<<7; 　　　　　　//上锁
}
//得到FLASH状态
u8 STMFLASH_GetStatus(void)
{
u32 res;
res=FLASH->SR;
if(res&(1<<0))return 1; 　　//忙
else if(res&(1<<2))return 2; 　　 //编程错误
else if(res&(1<<4))return 3; 　　 //写保护错误
return 0; 　　 //操作完成
}
//等待操作完成
//time:延时长短
//返回值:状态.
u8 STMFLASH_WaitDone(u16 time)
{
u8 res;
do
{
res=STMFLASH_GetStatus();
if(res!=1)break; 　　　　//非忙,无需等待,直接退出.
Delay_us(1); time--;
}while(time);
if(time==0)res=0xff; 　　　//TIMEOUT
return res;
}
//擦除页
//paddr:页地址
//返回值:执行情况
u8 STMFLASH_ErasePage(u32 paddr)
{
u8 res=0;
res=STMFLASH_WaitDone(0X5FFF); 　　//等待上次操作结束,>20ms
if(res==0)
{
FLASH->CR|=1<<1; 　 //页擦除
FLASH->AR=paddr; 　 //设置页地址
FLASH->CR|=1<<6; 　 //开始擦除
res=STMFLASH_WaitDone(0X5FFF); 　　　//等待操作结束,>20ms
if(res!=1) //非忙
{
FLASH->CR&=~(1<<1); 　　　//清除页擦除标志.
}
}
return res;
}
//读出指定地址的半字(16位数据)
//faddr:读地址(此地址必须为2的倍数!!)
//返回值:对应数据.
u16 STMFLASH_ReadHalfWord(u32 faddr)
{
return *(vu16*)faddr;
}
#if STM32_FLASH_WREN 　　 //如果使能了写
//不检查的写入
//WriteAddr:起始地址
//pBuffer:数据指针
//NumToWrite:半字(16位)数
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.
}
}
//从指定地址开始写入指定长度的数据
//WriteAddr:起始地址(此地址必须为2的倍数!!)
//pBuffer:数据指针
//NumToWrite:半字(16位)数(就是要写入的16位数据的个数.)
#if STM32_FLASH_SIZE<256
#define STM_SECTOR_SIZE 1024 　　//字节
#else
#define STM_SECTOR_SIZE 2048
#endif
u16 STMFLASH_BUF[STM_SECTOR_SIZE/2]; 　　 //最多是2K字节
void STMFLASH_Write(u32 WriteAddr,u16 *pBuffer,u16 NumToWrite)
{
u32 secpos; //扇区地址
u16 secoff; //扇区内偏移地址(16位字计算)
u16 secremain; //扇区内剩余地址(16位字计算)
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(); //解锁
offaddr=WriteAddr-STM32_FLASH_BASE; //实际偏移地址.
secpos=offaddr/STM_SECTOR_SIZE; //扇区地址 0~127 for STM32F103RBT6
secoff=(offaddr%STM_SECTOR_SIZE)/2; //在扇区内的偏移(2个字节为基本单位.)
secremain=STM_SECTOR_SIZE/2-secoff; //扇区剩余空间大小
if(NumToWrite<=secremain)secremain=NumToWrite; 　//不大于该扇区范围
while(1)
{
STMFLASH_Read(secpos*STM_SECTOR_SIZE+STM32_FLASH_BASE,STMFLASH_BUF,STM_SECTOR_SIZE/2);//读出整个扇区的内容
for(i=0;i<secremain;i++) 　 //校验数据
{
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);　　　　　　　　　　　　　　　//擦除这个扇区
for(i=0;i<secremain;i++) 　 //复制
{
STMFLASH_BUF[i+secoff]=pBuffer[i];
}
STMFLASH_Write_NoCheck(secpos*STM_SECTOR_SIZE+STM32_FLASH_BASE,STMFLASH_BUF,STM_SECTOR_SIZE/2);//写入整个扇区
}else STMFLASH_Write_NoCheck(WriteAddr,pBuffer,secremain); //写已经擦除了的,直接写入扇区剩余区间.
if(NumToWrite==secremain)break; //写入结束了
else //写入未结束
{
secpos++; //扇区地址增1
secoff=0; //偏移位置为0
pBuffer+=secremain; //指针偏移
WriteAddr+=secremain; //写地址偏移
NumToWrite-=secremain; //字节(16位)数递减
if(NumToWrite>(STM_SECTOR_SIZE/2))secremain=STM_SECTOR_SIZE/2;//下一个扇区还是写不完
else secremain=NumToWrite; //下一个扇区可以写完了
}
};
FLASH_Lock(); //上锁
}
#endif
//从指定地址开始读取指定长度的数据
//ReadAddr:起始地址
//pBuffer:数据指针
//NumToWrite:半字(16位)数
void STMFLASH_Read(u32 ReadAddr,u16 *pBuffer,u16 NumToRead)
{
u16 i;
for(i=0;i<NumToRead;i++)
{
pBuffer[i]=STMFLASH_ReadHalfWord(ReadAddr); //读取2个字节.
ReadAddr+=2; //偏移2个字节
}
}
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//WriteAddr:起始地址
//WriteData:要写入的数据
void Test_Write(u32 WriteAddr,u16 WriteData)
{
STMFLASH_Write(WriteAddr,&WriteData,1); //写入一个字
}

复制代码

　　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 　　　　　　　　　　　　　　　　　　//所选STM32的FLASH容量大小(单位为K)
#define STM32_FLASH_WREN 1 　　　　　　　　　　　　//使能FLASH写入(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); 　　　　　　　　　　//解锁
void STMFLASH_Lock(void); 　　　　　　　　　　　　　　//上锁
u8 STMFLASH_GetStatus(void); 　　　　　　　　　　//获得状态
u8 STMFLASH_WaitDone(u16 time); 　　　　　　　　　　　　　//等待操作结束
u8 STMFLASH_ErasePage(u32 paddr); 　　　　　　　　　　//擦除页
u16 STMFLASH_ReadHalfWord(u32 faddr); 　　　　　　　　　//读出半字
void STMFLASH_WriteLenByte(u32 WriteAddr,u32 DataToWrite,u16 Len); 　　 //指定地址开始写入指定长度的数据
u32 STMFLASH_ReadLenByte(u32 ReadAddr,u16 Len); 　　　　　　 //指定地址开始读取指定长度的数据
void STMFLASH_Write(u32 WriteAddr,u16 *pBuffer,u16 NumToWrite); 　　//从指定地址开始写入指定长度的数据
void STMFLASH_Read(u32 ReadAddr,u16 *pBuffer,u16 NumToRead); 　　//从指定地址开始读取指定长度的数据
//测试写入
void Test_Write(u32 WriteAddr,u16 WriteData);
#endif

复制代码

　　main.c文件

#include "flash.h"
#define SIZE sizeof(TEXT_Buffer) ///数组长度
#define FLASH_SAVE_ADDR 0X08070000 //设置FLASH 保存地址(必须为偶数，且其值要大于本代码所占用FLASH的大小+0X08000000)
const u8 TEXT_Buffer[]={"STM32 FLASH TEST"};
u8 datatemp[SIZE];
int main(void)
{
while(1)
{
if(掉电)
　　　　　{
　　STMFLASH_Write(FLASH_SAVE_ADDR,(u16*)TEXT_Buffer,SIZE);//flash写函数
　　　　　}
STMFLASH_Read(FLASH_SAVE_ADDR,(u16*)datatemp,SIZE); //flash读函数
}
}