STM32学习之Flash（主存储块、系统存储器和选项字节）详解2

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奮闘ing 发布时间：2015-11-23 17:33

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选项字节
   选项字节用于存储芯片使用者对芯片的配置信息。
目前，所有的STM32101xx、STM32102xx、STM32103xx、STM32105xx、STM32107xx产品，选项字节都是16字节。但是这16字节，每两个字节组成一个正反对，即，字节1是字节0的反码，字节3是字节2的反码，．．．，字节15是字节14的反码，所以，芯片使用者只要设置8个字节就行了，另外8个字节系统自动填充为反码。因此，有时候，也说STM32的选项字节是8个字节，但是占了16字节的空间。选项字节的8字节正码概述如下：

RDP 字节0。读保护字节，存储对主存储块的读保护设置。
USER  字节2。用户字节，配置看门狗、停机、待机。
Data0  字节4。数据字节0，由芯片使用者自由使用。
Data1  字节6。数据字节1，由芯片使用者自由使用。
WRP0  字节8。写保护字节0，存储对主存储块的写保护设置。
WRP1  字节10。写保护字节1，存储对主存储块的写保护设置。
WRP2  字节12。写保护字节2，存储对主存储块的写保护设置。
WRP3  字节14。写保护字节3，存储对主存储块的写保护设置。

选项字节写使能
   在FLASH_CR中，有一个OPTWRE位，该位为0时，不允许进行选项字节操作（擦除、编程）。这称为选项字节写使能。只有该位为1时，才能进行选项字节操作。该位不能软件置1，但可以软件清零。只有向FLASH_OPTKEYR依次写入KEY1和KEY2后，硬件会自动对该位置1，此时，才允许选项字节操作。这称为解锁（打开）选项字节写使能。该位为1后，可以由软件清零，关闭写使能。复位后，该位为0。错误操作不会永远关闭写使能，只要写入正确的键序列，则又可以打开写使能。写使能已打开时，再次打开，不会出错，并且依然是打开的。很显然，进行选项字节操作前，先要解开闪存锁，然后打开选项字节写使能，之后，才能进行选项字节操作。

选项字节擦除
   建议使用如下步骤对选项字节进行擦除：
1．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。
2．解锁FLASH_CR寄存器的OPTWRE位。即，打开写使能。
3．设置FLASH_CR寄存器的OPTER位为1。选择选项字节擦除操作。
4．设置FLASH_CR寄存器的STRT位为1。
5．等待FLASH_SR寄存器的BSY位变为0，表示操作完成。
6．查询FLASH_SR寄存器的EOP位，EOP为1时，表示操作成功。
7．读出选项字节并验证数据。
由于选项字节只有16字节，因此，擦除时是整个选项字节都被擦除了。

选项字节编程
   建议使用如下步骤对选项字节进行编程：
1．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。
2．解锁FLASH_CR寄存器的OPTWRE位。即，打开写使能。
3．设置FLASH_CR寄存器的OPTPG位为1。选择编程操作。
4．写入要编程的半字到指定的地址。启动编程操作。
5．等待FLASH_SR寄存器的BSY位变为0，表示操作完成。
6．查询FLASH_SR寄存器的EOP位，EOP为1时，表示操作成功。
7．读出写入的选项字节并验证数据。对选项字节编程时，FPEC使用半字中的低字节并自动地计算出高字节(高字节为低字节的反码)，并开始编程操作，这将保证选项字节和它的反码始终是正确的。

主存储块的保护
   可以对主存储块中的数据进行读保护、写保护。读保护用于保护数据不被非法读出。防止程序泄密。
写保护用于保护数据不被非法改写，增强程序的健壮性。

读保护
   主存储块启动读保护后，简单的说具有以下特性：
1．从主存储块启动的程序，可以对整个主存储块执行读操作，不允许对主存储块的前4KB进行擦除编程操作，可以对4KB之后的区域进行擦除编程操作。
2．从SRAM启动的程序，不能对主存储块进行读、页擦除、编程操作，但可以进行主存储块整片擦除操作。
3．使用调试接口不能访问主存储块。这些特性足以阻止主存储器数据的非法读出，又能保证程序的正常运行。
只有当RDP选项字节的值为RDPRT键值时，读保护才被关闭，否则，读保护就是启动的。因此，擦除选项字节的操作，将启动主存储块的读保护。如果要关闭读保护，必须将RDP选项字节编程为RDPRT键值。并且，如果编程选项字节，使RDP由非键值变为键值（即由保护变为非保护）时，STM32将会先擦除整个主存储块，再编程RDP。芯片出厂时，RDP会事先写入RDPRT键值，关闭写保护功能。

写保护
   STM32主存储块可以分域进行写保护。如果试图对写保护的域进行擦除或编程操作，在闪存状态寄存器(FLASH_SR)中会返回一个写保护错误标志。STM32主存储块每个域4KB，WRP0-WRP3选项字节中的每一位对应一个域，位为0时，写保护有效。对于超过128KB的产品，WRP3．15保护了域31及之后的所有域。显然，擦除选项字节将导致解除主存储块的写保护。

选项字节与它的寄存器映象
我们知道，FPEC有两个寄存器存储了选项字节的映象。那么，选项字节本体（在FLASH中）与映象（在寄存器中）究竟有什么区别呢？
选项字节的本体只是个FLASH，它的作用只是掉电存储选项字节内容而以，真正起作用的是寄存器中的映象。即，一个配置是否有效，不是看本体，而是看映象。而映象是在复位后，用本体的值加载的，此后，除非复位，映象将不再改变。所以，更改本体的数据后，不会立即生效，只有复位加载到映象中后，才会生效。有一点要注意的是，当更改本体的值，使主存储块读保护变为不保护时，会先擦除整片主存储块，然后再改变本体。这是唯一一个改变本体会引发的动作。但即使这样，读保护依然要等到复位后，加载到映象后，才会解除。

关于FLASH编程手册中文版的几处错误（不一定是，但是与我的理解不符）
1．选项字节编程一节中：
对FPEC解锁后，必须分别写入KEY1和KEY2(见2.3.1节)到FLASH_OPTKEYR寄存器，再设置FLASH_CR寄存器的OPTWRE位为’1’，此时可以对选项字节进行编程
实际上，对FLASH_OPTKEYR写入KEY1和KEY2后，OPTWRE位会被硬件置1，而不是用软件写1。这一点在后面的寄存器描述中也可以得到验证。 2．对读保护的描述中：
对读保护的数值对无法理解。正确的应该是，RDP为RDPRT键值时，解除读保护，为其它值时，读保护生效。

看了半天，原来只要几句就可以解决，当然是不考虑其他功能，只是简单的读写操作。
其中写操作如下：
   FLASH_Unlock();  //解锁FLASH编程擦除控制器
   FLASH_ClearFlag(FLASH_FLAG_BSY|FLASH_FLAG_EOP|FLASH_FLAG_PGERR|FLASH_FLAG_WRPRTERR);//清除标志位
   /*********************************************************************************
      //             FLASH_FLAG_BSY          FLASH忙标志位
      //             FLASH_FLAG_EOP          FLASH操作结束标志位
      //             FLASH_FLAG_PGERR          FLASH编写错误标志位
      //             FLASH_FLAG_WRPRTERR    FLASH页面写保护错误标净
   **********************************************************************************/
   FLASH_ErasePage(FLASH_START_ADDR);    //擦除指定地址页
   FLASH_ProgramHalfWord(FLASH_START_ADDR+(addr+i)*2,dat); //从指定页的addr地址开始写
   FLASH_ClearFlag(FLASH_FLAG_BSY|FLASH_FLAG_EOP|FLASH_FLAG_PGERR|FLASH_FLAG_WRPRTERR);//清除标志位
   FLASH_Lock(); //锁定FLASH编程擦除控制器

从上面可以看出基本顺序是：解锁-》清除标志位（可以不要）-》擦除-》写半字-》清楚标志位（也可以不要）-》上锁。其中FLASH_START_ADDR是宏定义的0x8000000+2048*255,0x8000000是Flash的起始地址，2048是因为我用的是大容量芯片，根据上一笔记Flash地址可以看出芯片每页容量2K，即2048字节，255表示芯片的最后一页，这个根据不同芯片而定。之所以从后面页写起可以防止储存数据破坏用户程序。addr*2是因为每个数据占用2字节（半字），虽然写入的是1字节数据，但是编程是2字节为单位，也就是说一个字节的数据也会占用两个字节地址。

读操作如下：
u16 value;
value = *(u16*)(FLASH_START_ADDR+(addr*2));//从指定页的addr地址开始读