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基于STM32L0的EEPROM读写经验分享

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攻城狮Melo 发布时间:2023-6-11 19:47
前言

STM32L0 系列产品都自带了 EEPROM ,使用保存数据起来特别方便,因为写 EEPROM 并不需要删除一篇扇区,可以直接在指定地址写入。

但是最近有某个产品反馈,有时候会莫名其妙的“死机”,这是最直观的现象:

如果在初次配置完成(配置需要对 EEPROM 进行读写)后上电没问题,那么就一直没问题,如果断电重启,有可能遇到问题,遇到问题也是可以靠多重启几次解决(上电会读取 EEPROM 的数据)。

! n, I9 n- b" @- o

我更新了好多次可以看出来,EEPROM 不止出了一次的问题。

所以本文的目的就在于,把 STM32L0 系列 EEPROM 读写使用注意事项说明清楚,供大家参考!


/ r( Y% S) a9 t/ Q5 {% [/ |一、写入地址问题

在STM32L0 系列读取 EEPROM 的时候,需要注意:

字节操作,传入合理范围内的任何地址参数都可以;

半字操作,地址需要 2 字节对齐,就是 2的倍数;

全字操作,地址需要 4 字节对齐,就是 4 的倍数;

这个在以前的测试文章《STM32L051测试 (四、Flash和EEPROM的读写)》中已经做过测试和总结。


: |- p9 E7 ?( w% Q二、写入时候容易死机问题

上面的地址写入问题,通过自己的测试可以很容的一发现,但是接下来的这个莫名其妙程序卡死的问题,花了好一阵子功夫。

* ^+ y( w$ A+ R% O& h( D
2.1 问题的原因

这里我就不一步一步的说明我遇到的各种莫名其妙的程序卡死问题,当时虽然基本上猜测是 EEPROM 的写入有问题,因为读取直接取某个指针的值,速度快,也没有什么特别需要注意的,写 EEPROM 的时候需要时间,这个时间是必须等待的,所以基本上确定出问题就是在写入的时候。

虽然中间“优化”维护过程序好几次,但是莫名卡死的问题依然存在。。。。。

这里我直接说明最终原因,就是 在写入EEPROM 的时候,如果发生了串口中断,那么就很容易出问题。

这里非常感谢 ST 社区一篇文章:STM32L0擦写EEPROM,然后宕机了?

我在自己有限的范围搜索这个问题,有且只有这一篇文章真正的说到了电子上,给了极大的参考价值:


% s8 F) G$ {0 ^: v- O- ^3 R
2 y( Z4 A3 G6 |1 M
微信图片_20230611194650.png

; S1 S: V8 I/ S4 S2 O) Y1 w8 |5 F4 z& h2 Q% z3 g6 ^7 b

出问题之后,我并没有单步调试,因为我虽然知道写 EEPROM 的时候会出问题,但也发现不是每次都会出这个问题,而且问题不一定能够复现,对于这个问题,上文说到:

+ k4 Z) c8 e: D) k4 I

微信图片_20230611194829.png

- s2 s; F5 m$ t3 k
2.2 问题的解决
2.2.1 不同的 Bank

在上面推荐文章中,给了一个很好的解决办法:在有的芯片中,有 2 块NVM (non-volatile memory 非易失性存储器),分为 Bank1 和 Bank2 ,两个区域都有 Flash 与 EEPROM区域, 对 Bank1 的读写操作并不会影响对 Bank2 的读写操作,说直白点,就是 CPU 不用再挂起等待了。

" b1 r" R2 M8 d6 c# A' a/ q8 y

那么我们我们可以做到使得对 EEPROM 的操作的地址区域 与 我们存放程序的 Flash 地址区域处于不同的 Bank 就可以。


( U1 @6 f6 [5 W8 N1 j

那么这个怎么做到呢?首先,你得明白我们程序存放于 Flash 中一般都是从 0x0800 0000 开始存放,也就是 Bank1,除非你自己修改了偏移地址。


' j3 L( q6 ^7 W$ {( I; ~5 F' r

那么我们只要保证我们的 EEPROM 的读写地址为 Bank2 即可:

" A# T( i& K0 m2 m6 t

微信图片_20230611194645.png

- z; T: f# p6 H$ Z1 `4 c/ M' C( b

于是,在程序中,我简单做了修改:

  1. #define NVM2_EEPROM_START_ADDR     0x08080C00   //起始地址* N7 Y  s, b, |" k. ~+ e. B7 _
  2. 0 M- h2 _8 K9 ^' K+ G+ ^/ B- }+ h
  3. /*' G2 l" C; e: W. K  ^* R+ }
  4.     EEPROM只有4页,每页512bytes,EEPROM使用方便,我们用它来保存数据4 U' S* o3 D  q+ ?1 g5 {
  5.     但是要注意,L051 falsh 和 eeprom没有数据的时候是 0,不是FFFFFFF. y% b  ]: R* A" m) _1 @
  6.     L051C8 系列 和 L051R8 系列一样
    $ c/ J6 ]" x- ]! n. u

  7. ! L' E* H8 b+ Y6 Q6 P
  8.     L0712 C1 t4 D3 D" @* K. V( R

  9. + d8 m) c3 h  r& h. i
  10.     FALSH :     bank1 0x0800 0000 - 0x0800 FFFF' {& |8 g4 \6 S" ]6 e: p
  11.                 bank2 0x0801 0000 - 0x0801 FFFF
    , T% P$ ?% G' F+ {; F
  12.     EEPROM :    bank1 0x0808 0000 - 0x0808 0BFF& K( H+ L/ K5 h, M/ a
  13.                 bank2 0x0808 0C00 - 0x0808 17FF
    ) j% q0 N9 A  f) A
  14. */
    / K" T6 `  d: L+ e# t
  15. 8 d3 \& Q# y6 Y4 b: j# {3 n6 Y

  16. 7 i' w7 X4 L' q
  17. #define CH1_ID_ADDR     NVM2_EEPROM_START_ADDR + 0    9 j4 t4 e" D. H+ p5 c# l2 ^
  18. #define CH2_ID_ADDR     NVM2_EEPROM_START_ADDR + 4
    6 Q4 G2 I0 U/ _' q8 P' {" M
  19. #define CH3_ID_ADDR     NVM2_EEPROM_START_ADDR + 8
    4 U4 Q/ ~0 j0 l8 p* d
  20. #define CH4_ID_ADDR     NVM2_EEPROM_START_ADDR + 12/ l6 I9 I! E% m( P
  21. #define CH5_ID_ADDR     NVM2_EEPROM_START_ADDR + 16( _" T  C5 K, c0 A1 K
  22. #define CH6_ID_ADDR     NVM2_EEPROM_START_ADDR + 20
      j5 J; k4 T$ f! x
  23. #define CH7_ID_ADDR     NVM2_EEPROM_START_ADDR + 24 $ s4 ?% E4 j1 S# o: b
  24. #define CH8_ID_ADDR     NVM2_EEPROM_START_ADDR + 28 , [  ]6 U' ~3 X8 p! k
  25. #define CH9_ID_ADDR     NVM2_EEPROM_START_ADDR + 32
    - J2 a2 E3 u5 D* d  A$ G  b# M! f  K
  26. #define CH10_ID_ADDR    NVM2_EEPROM_START_ADDR + 36
复制代码

: U2 d8 x0 i  }$ M; Y: c

那么有的小伙伴会说,如果我的程序特别大,超过了 Bank1 怎么办?

1、首先如果是使用的有2个Bank的芯片, Bank1有 64k 大小,一般来说程序足够了;

2、个人认为,对于中断程序来说,他们存在的位置一定是程序的前面,即便程序超过大小,存放在 Bank2 中的也是用户自己的一些程序,不可能回事中断响应程序。即便中断发生了,也是在 Bank1 中运行,无影响;

3、再者,即便不分 Bank ,我们可以屏蔽中断。下面我将介绍在没有两个 Bank 的芯片上的处理方式。


  Q  v7 v8 a$ b: b2.2.2 临界区的保护

临界区的保护,是不是特别熟悉了, 我们在讲 FreeRTOS 或者 RT-Thread 的时候都讲到过 临界区保护。

上面我们介绍了直接把 EEPROM 的操作地址与程序地址区分开的解决方式,但是对于大部分产品上我使用的 STM32L051C8 来说,没有两块 NVM ,那么只能是做临界区保护了。

查看自己的 STM32L0 系列芯片有没有两块 NVM, 可以通过 J-Flash 工具查看他们的内存情况:


% Y* L8 d) T. p/ o
微信图片_20230611194638.png

2 q3 Y3 G, |3 S1 D  u0 R- ~8 O( c
$ j$ Z1 M# `3 |9 `4 Y/ i# {! [

那知道了原因,我们只要在程序有 EEPROM 写的位置加上临界区保护即可,比如:

. D2 C4 [8 ^4 w0 t' v) |
4 R2 K# l# N( M: t
微信图片_20230611194635.png

8 g+ J0 N  p$ M: \0 E! m  @  w3 e6 m+ ~7 g
" o) ?& l; r1 [% C; \# E9 V

$ p8 q9 [- W3 R& ^2 B

如果使用裸机操作,我们可以直接在写 EEPROM 的时候屏蔽中断,使用下面2个函数:

  1. __enable_irq(void);: K- J. U" {5 X- [: U& |
  2. __disable_irq(void);
复制代码

9 H0 D& A6 ?5 ~0 a, I

如图:

: C# b) ?/ x0 p5 X. h9 Q: Y. j; d3 w

6 B/ g; `7 P5 ?# K: ?* h
微信图片_20230611194628.png
+ Y% N5 ^( b; |- D" L( ?

" j6 g* c* w6 U; U1 s% h1 F

虽然写需要花时间,但是该等还是得等。

因为我使用的串口通讯是收无线的报文,虽然在屏蔽中断的时候有一定的概率丢数据,但是偶尔丢数据是可以接收的,至少比写数据的时候发生中断程序卡死来得好。

而且,EEPROM 虽然写方便,也不建议频繁的写入,往往需要写的时候都是第一次设置或者特殊情况设置的时候才用到。

) ?9 l1 [" ]# m% E
2.2.3 关键程序放到 RAM 中执行

除了上面 2 种比较简单的解决办法,还有一种。

在网上看到有提问者说过,官方曾有过建议,把关键程序 放到 RAM 中执行,避免冲突。

把程序放到 RAM 中执行,如果有时间,我会单独写一篇博文说明,这里只是提一下解决这种问题的可行办法。


, G7 b; R5 X) r; v8 ]& h三、官方文档

这个问题告诉我们,要想真正用好一个芯片不出问题,还是得了解好对应的芯片文档。

即便我们已经很熟悉同类型的 STM32F103 系列,使用 STM32CUbeMX 可以快速简单的上手类似系列的芯片产品,但是在有些细节问题的处理上还是容易存在问题,此时官方的文档应该是首要想到的参考文档。

那么文档资料哪里下载,在 ST 社区可以通过站内搜索,关于 STM32L0 系列(后缀 1 ,3在这里应该都可以)有关的文档:RM0377文档,关如下图:


' j( c& C+ S3 }9 d* y# j
8 A4 s/ A) h3 n- \" Q' P
微信图片_20230611194620.png

: ^# ?# D5 B3 e4 m0 j0 v1 [* P) [4 w8 k

在文档中有一整个章节单独介绍存储设备 Flash 和 EEPROM:


( v/ a  J7 f0 v. Y' d

. Y! G1 i0 H( E" }0 Q' R8 ]
微信图片_20230611194612.png
# N3 }, z$ f2 `" p  d

6 P: n% z  }0 Q: i, W

其实对于产品遇到的这些问题,文档里面其实有详细的说明以及解决方式,当然,即便是到现在,我也没有 详细的全部看完,因为知道了一些注意事项,还是偷懒,文档没看那么仔细= =!

但是这里比必须强调一次官方文档的重要性。


: j3 i" P& q2 g* R4 K3 Y- ]+ m7 ~# q% P6 L& h  k2 x6 K
转载自:矜辰所致+ G; i2 ?, e! n8 R3 z5 z. b
如有侵权请联系删除
: e) J7 N+ Y, f' J
+ }! P; y9 E, f7 ^) n3 u2 h7 X
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