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了解STM32的内部FLASH空间

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攻城狮Melo 发布时间:2022-11-8 22:42
一、关于FLASH
1.内存映射
首先我们需要了解一个内存映射:
1a437bda156b462c8bb68e70b743e9d3.png

stm32的flash地址起始于0x0800 0000,结束地址是0x0800 0000加上芯片实际的flash大小,不同的芯片flash大小不同。

RAM起始地址是0x2000 0000,结束地址是0x2000 0000加上芯片的RAM大小。不同的芯片RAM也不同。

Flash中的内容一般用来存储代码和一些定义为const的数据,断电不丢失,
RAM可以理解为内存,用来存储代码运行时的数据,变量等等。掉电数据丢失。

STM32将外设等都映射为地址的形式,对地址的操作就是对外设的操作。
stm32的外设地址从0x4000 0000开始,可以看到在库文件中,是通过基于0x4000 0000地址的偏移量来操作寄存器以及外设的。

一般情况下,程序文件是从 0x0800 0000 地址写入,这个是STM32开始执行的地方,0x0800 0004是STM32的中断向量表的起始地址。
在使用keil进行编写程序时,其编程地址的设置一般是这样的:

3baeeda13bd34f1da0d4dc90ee00177d.png

2.内部FLASH
STM32 的内部 FLASH 包含主存储器、系统存储器、 OTP 区域以及选项字节区域,它们的地址分布及大小如下:

ab30c39fee444c28931868da50a7f8e1.png

1.主存储器:一般我们说 STM32 内部 FLASH 的时候,都是指这个主存储器区域它是存储用户应用程序的空间,芯片型号说明中的 1M FLASH、 2M FLASH 都是指这个区域的大小。与其它 FLASH 一样,在写入数据前,要先按扇区擦除,
2.系统存储区:系统存储区是用户不能访问的区域,它在芯片出厂时已经固化了启动代码,它负责实现串口、 USB 以及 CAN 等 ISP 烧录功能。
3.OTP 区域:OTP(One Time Program),指的是只能写入一次的存储区域,容量为 512 字节,写入后数据就无法再更改, OTP 常用于存储应用程序的加密密钥。
4.选项字节:选项字节用于配置 FLASH 的读写保护、电源管理中的 BOR 级别、软件/硬件看门狗等功能,这部分共 32 字节。可以通过修改 FLASH 的选项控制寄存器修改。

3.对内部Flash的写入过程
1.解锁
(1) 往 Flash 密钥寄存器 FLASH_KEYR 中写入 KEY1 = 0x45670123
(2) 再往 Flash 密钥寄存器 FLASH_KEYR 中写入 KEY2 = 0xCDEF89AB
2.数据操作位数
最大操作位数会影响擦除和写入的速度,其中 64 位宽度的操作除了配置寄存器位外,还需要在 Vpp 引脚外加一个 8-9V 的电压源,且其供电间不得超过一小时,否则 FLASH可能损坏,所以 64 位宽度的操作一般是在量产时对 FLASH 写入应用程序时才使用,大部分应用场合都是用 32 位的宽度。
3.擦除扇区
在写入新的数据前,需要先擦除存储区域, STM32 提供了扇区擦除指令和整个FLASH 擦除(批量擦除)的指令,批量擦除指令仅针对主存储区。
扇区擦除的过程如下:
(1) 检查 FLASH_SR 寄存器中的“忙碌寄存器位 BSY”,以确认当前未执行任何
Flash 操作;
(2) 在 FLASH_CR 寄存器中,将“激活扇区擦除寄存器位 SER ”置 1,并设置“扇
区编号寄存器位 SNB”,选择要擦除的扇区;
(3) 将 FLASH_CR 寄存器中的“开始擦除寄存器位 STRT ”置 1,开始擦除;
(4) 等待 BSY 位被清零时,表示擦除完成。
4.写入数据
擦除完毕后即可写入数据,写入数据的过程并不是仅仅使用指针向地址赋值,赋值前还还需要配置一系列的寄存器,步骤如下:
(1) 检查 FLASH_SR 中的 BSY 位,以确认当前未执行任何其它的内部 Flash 操作;
(2) 将 FLASH_CR 寄存器中的 “激活编程寄存器位 PG” 置 1;
(3) 针对所需存储器地址(主存储器块或 OTP 区域内)执行数据写入操作;
(4) 等待 BSY 位被清零时,表示写入完成。

二、工程尝试向STM32的内部FLASH写入数据

修改好后在MDK-ARM中打开工程,可以将想要存入Flash中的内容修改为自定义内容

  1. uint8_t FlashTest[] = "LaiYiFei25";
复制代码

08324ee6dd114b5ba710d00e4c9a2354.png

进行程序调试前,先完成配置:
注意:下载的工程代码调试用的是硬件 st-link debuger,不是软件仿真,因此用软件仿真做,可能情况略有不同(小编这里软件仿真就没有出现结果)
点击Options->Debug->右边使用硬件ST-Link Debugger,接着点击S T-Link Debugger右边的Settings

1518367c801d45aeaeaf46436091dffb.png

进入到Cortex-M Target Driver Setup的Debug页面,其中的Port选择为SW

306bbe0704cb4ced9e5e093067c8e2e7.png

依次点击Flash Download->勾选Reset and Run->Add->选择STM32F10x Med-density Flash->Add->确定即可

a5ef5c613330424b9bc23f544c4a5603.png

最后点击OK完成硬件配置

由于要连接硬件ST-Link,所以要下载一个STLink驱动,不然下载不成功

连线如下图所示:

d68ecfff232e480d98c051d0773b34b7.png

点击左上角的LOAD按钮将程序下载到STM32中:

ed0882797d49425b94a9d11347dd4ae4.png

之后点击dubug按钮,进入硬件仿真调试(断点已自动设置好):

d8f0c25f9f8745f78953f935e7dad5d3.png

点击View->memory windows->memory 1打开内存观察窗口,并在地址栏中输入:0x800C000,观察将要修改的flash区间区容:

8c50ecb07e4c432ba6a445dc4f1fbd9b.png

其中点击某一字符右击可选择显示格式,修改为Ascii:

352e9bf3746a4cee9bba1b741ffcd5c0.png

点击View->Watch windows->Watch 1打开一个变量观察窗口:

672ad36cddf1414883d68eee9bbbb24c.png

将变量FlashWBuff 和FlashRBuff加入到Watch 1观察窗口

4092a8efe22548d1ad67f9b357e27226.png

另外View->勾选Periodic Windows Update,开启变量自动更新:

0175ba289eb842e2b8dec78489af29c5.png

按如图所示的全速运行按钮或者F5:

97ded6d38c2b427a9bed00c318b7b8bd.png

这时就可以看到Watch 1窗口的数组FlashRBuff中的内容与数组FlashWBuff中的内容是一样的:

d31c59af55bb49d9a5d1b98606e04bca.png

同时在Memory 1窗口中可以看到在FLASH地址0x0800C000区成功写入对应内容

59bc392fa3bf409a94b1ca1b951d9071.png

断电后再重新上电进行调试,程序停在main入口处时还可以看到Flash对应区间的内容保持上一次写入内容值:

0181d7e3b12d4957a265c5613cf1129b.png

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版权声明:LaiYiFei25


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