前言
EEPROM （电可擦除可编程只读存储器）通常用于工业应用领域，用于存储可更新数据。
EEPROM 是一种用于复杂系统 （如计算机）和其他电子设备的永久性 （非易失的）存储系统，用于在断电时存储和保留少量数据。
  G# |8 x# K; N& O* R1 W为了降低成本，外部 EEPROM 可以用 STM32F2xx 产品所具有的下述特性之一代替：
● 片上 4 KB 备份 SRAM
● 片上 Flash，并采用专门软件算法
# Q! l' j; ]) h. `- JSTM32F2xx 具有 4 KB 的备份 SRAM，当主要的 VDD 电源断电时，该 SRAM 可由 VBAT 电源供电。
当有 VBAT （通常在电池供电应用中）时该备份 SRAM 可作为内部 EEPROM （无任何额外软件）使用，并具有以 CPU 频率进行高速存取的优势。
而当备份 SRAM 另作他用且 / 或该应用不用 VBAT 供电时，片上 Flash（采用专门软件算法）可以用于模拟 EEPROM 存储器使用。
本应用笔记对通过利用 STM32F2xx 产品的片上 Flash 模拟 EEPROM 机制来代替独立EEPROM 的软件方案进行了说明。
至少使用两个 Flash 扇区才能实现该模拟。 EEPROM 模拟代码在两个扇区 （当它们被填充时）之间交换数据，这在某种程度上是对用户透明的。
7 e: k$ a* g# Y- c本应用笔记所提供的 EEPROM 模拟驱动器满足以下要求：
● 轻量级实现，具有一个简单的包含了三个函数 （用于初始化、读数据和写数据）的API，并减少了封装。
4 t3 A+ w, ?8 [' T# [# s● 简单易用的可更新代码模型
( y) K  l$ M9 a; f/ x8 g● 清理和内部数据管理对用户透明
● 后台扇区擦除
4 `4 u' h7 W$ _, u; I% u/ Y. x5 H● 至少要使用两个 Flash 扇区，对于损耗均衡则需要使用更多 （Flash 扇区）模拟 EEPROM 的大小是弹性可变的，它受扇区大小的限制和约束，并需考虑最大 EEPROM空间大小。


1 外部 EEPROM 和模拟 EEPROM 之间的主要区别
) ?( F) J$ n1 z4 @EEPROM 是许多嵌入式应用（需要能够进行非易失性数据存储，且运行时间内以字节或字的颗粒度进行更新）的关键元件。
3 Y/ {8 S- L) Q" e9 O用于这些系统的微控制器通常基于嵌入式 Flash。为了减少所用元件、节省 PCB 空间、降低系统成本，可以用 STM32F2xx Flash 代替外部 EEPROM 来进行同步编码和数据存储。
/ a8 Q- V% I6 t( U3 c" O; f# Y% p与 Flash 不同，数据可被重写前，外部 EEPROM 不需要擦除操作来释放空间。需要专门的软件管理来将数据存入嵌入式 Flash。
& ~, i" O% h. o, A( X  ]仿真软件方案取决于多种因素，包括 EEPROM 可靠性、所用 Flash 结构和产品需求。
# Q# `: A6 Q6 G9 p# ?嵌入式 Flash 和外部串行 EEPROM 之间的主要区别对于任何使用同样 Flash 技术的微控制器（并非针对 STM32F2xx 系列产品）都是相同的。主要区别概括如表 1。

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. i& H. p9 l$ g( c1.1 写访问时间的不同
由于 Flash 的写访问时间更短，重要参数可以更快地存入模拟 EEPROM （比外部串行EEPROM 更快），因此能够提高数据存储能力。
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1 T6 Y4 k1 U0 K. S' D1.2 擦除时间的不同
擦除时间的不同是独立 EEPROM 和使用嵌入式 Flash 模拟的 EEPROM 之间的另一个重要区别。与 Flash 不同，在向其写入数据前，EEPROM 不需要擦除操作来释放空间。这意味着需要某种形式的软件管理来将数据存入 Flash。此外，由于 Flash 中的块擦除过程不需要花费很多时间，因此设计 Flash 管理软件时，应当考虑断电和其他可能中断擦除过程的伪事件 （例如复位）。
为了设计出稳健的 Flash 管理软件，有必要彻底了解 Flash 擦除过程。
" q4 @  h. r4 a; Y注： CPU 复位过程中， STM32F2xx 嵌入式 Flash 上正在进行的扇区擦除或批量擦除操作不会被中断。


1.3 写方式的相似之处
- u( A/ j, G; J% F" M5 Y( X外部 EEPROM 和采用 STM32F2xx 嵌入式 Flash 模拟的 EEPROM 之间的相同点之一是其写方式。
● 独立外部 EEPROM：由 CPU 启动时，全字写操作不会被 CPU 复位而中断。只有电源故障会中断该写过程，因此适当地按大小排列去耦电容可以保护独立 EEPROM 中的完整写过程。
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8 p4 b3 u4 ~7 Y7 p* b+ y● 利用嵌入式 Flash 模拟的 EEPROM：由 CPU 启动时，写过程可被电源故障中断。CPU 复位过程中， STM32F2xx 嵌入式 Flash 上正在进行的全字写操作不会被中断。 EEPROM算法停止，但是当前的 Flash 全字写操作不会被 CPU 复位中断。
. _) c0 ^, ~0 v; ]( M2 实现 EEPROM 模拟
2.1 原理
% C! N) ^. K: G4 R5 e考虑到 Flash 限制和产品需求，存在多种方式实现 EEPROM 模拟。下面所描述的方式需要至少两个同样大小的 Flash 扇区 （分配给非易失性数据）：一个扇区首先被擦除，并提供逐字节的编程；当前扇区需要被回收时，另一个扇区准备好接收 （该扇区）。占据了每个扇区第一个半字 （16 位）的头字段标志了该扇区状态。将每个扇区作为一个存储页，在本文档下述部分中称作 Page0 和 Page1。
" S; B; P) P" ?( f4 K* h. @% l头字段位于每页的基址，提供了该存储页的状态信息。
每页有三个可能状态：
● ERASED：该页为空。
● RECEIVE_DATA：该页正在从其他满页中接收数据。
& h, v! y1 X; O  X● VALID_PAGE：该页容纳有效数据，直到所有有效数据传输到被擦除页，这个状态才会变化。
图 1 显示了页状态是如何变化的。

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通常，使用这种方式时，用户不必提前知道变量更新频率。
本文档中所描述的软件和实现使用了两个 16 KB 的 Flash 扇区 （扇区 2 和扇区 3）来模拟EEPROM。
: F3 o/ s4 b6 K/ e5 l* f1 x* _; R注： 选择扇区 2 和扇区 3 是由于这两个扇区相比于 STM32F2xx Flash 的其他扇区来说空间较小（STM32F2xx Flash 的主要内存块在表 3: STM32F2xx Flash 扇区中有单独描述）。根据应用和用户需要，也可以使用大的扇区。
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每个可变参数通过虚拟地址和要被存入 Flash 的值来定义，以便随后检索或更新 （在所实现的软件中虚拟地址和数据都是长 16 位）。当数据被修改时，关联到先前虚拟地址的修改数据会被存入新的 Flash 位置。数据检索返回最新的数据值。
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