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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)。


/ V5 c6 A& ~! d7 N" T

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!


! b6 T: S1 ~! q: J1 X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。


7 m. Y5 S" [$ W( U" @7 B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。


( n" l, j* D6 G$ \2 n2 q/ k7 i2.1 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:

2 A$ v+ |: A; o* S% X

* s8 {- i4 \2 C6 l; h+ u% E
微信图片_20230611194650.png
: C' f/ ?  m8 Y8 @5 i
% g2 d! a- R: o: G

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:

* d  d) R7 R2 k) \- v; e

微信图片_20230611194829.png

7 G. i; c6 [: m" H* l% b
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。

) w6 u( x1 L$ {/ X0 g% u. }

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。


$ ]5 ?: O! s; H

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。

1 V- k) f! ~+ v- u. x

那么我们只要保证我们的 EEPROM 的读写地址为 Bank2 即可:


/ j2 g: U0 I! M! w; l7 y6 F2 @

微信图片_20230611194645.png

( E8 l5 b' s9 f- U6 S- ]% p, [1 d

于是,在程序中,我简单做了修改:

  1. #define NVM2_EEPROM_START_ADDR     0x08080C00   //起始地址, Z9 X: Z- i9 h
  2. & @: a* e: ^0 W# U; }8 a
  3. /*
      l' O2 x2 I: c' ^: r* |" s% G
  4.     EEPROM只有4页,每页512bytes,EEPROM使用方便,我们用它来保存数据
    & y7 G  J+ z- H3 o' I
  5.     但是要注意,L051 falsh 和 eeprom没有数据的时候是 0,不是FFFFFFF7 M  s; B8 M7 a2 m2 C8 |
  6.     L051C8 系列 和 L051R8 系列一样 % |" D" z5 ~/ o! u
  7. % i0 k" b4 d: A8 z) a5 S8 q% J+ L
  8.     L071
    : o4 J# |4 b6 Z* L4 C9 e

  9. " G& A7 M* ]9 x- l+ Y2 a$ \
  10.     FALSH :     bank1 0x0800 0000 - 0x0800 FFFF
      _2 t2 Q9 b( q% D; \, z
  11.                 bank2 0x0801 0000 - 0x0801 FFFF
    - o( w, ^. E! z1 x- i
  12.     EEPROM :    bank1 0x0808 0000 - 0x0808 0BFF
    & B; @) P" y. M. \! C0 z* |3 G
  13.                 bank2 0x0808 0C00 - 0x0808 17FF$ k+ \3 ^; }% U) d
  14. */) a9 G  M" z; H1 C7 y' N4 x8 ~6 }

  15. ) d( a4 ?, |/ |: v  A

  16. ) D; A2 a  G& Z* G+ k: y
  17. #define CH1_ID_ADDR     NVM2_EEPROM_START_ADDR + 0    . f  j! \' O; \% I$ C; _
  18. #define CH2_ID_ADDR     NVM2_EEPROM_START_ADDR + 4
    . X9 d! w4 P+ d
  19. #define CH3_ID_ADDR     NVM2_EEPROM_START_ADDR + 8
    6 K5 W* p' L, ^0 `- ]% f6 v, b
  20. #define CH4_ID_ADDR     NVM2_EEPROM_START_ADDR + 12
    : x; ]! o2 o1 P% j& m
  21. #define CH5_ID_ADDR     NVM2_EEPROM_START_ADDR + 16
    ( ~: o3 b( W  z
  22. #define CH6_ID_ADDR     NVM2_EEPROM_START_ADDR + 20
    ! }: r3 ^9 s: m' l# Z8 \
  23. #define CH7_ID_ADDR     NVM2_EEPROM_START_ADDR + 24 & d$ Y$ H. S; V' f+ U. g% g8 u
  24. #define CH8_ID_ADDR     NVM2_EEPROM_START_ADDR + 28
    0 `: B& y- P  R
  25. #define CH9_ID_ADDR     NVM2_EEPROM_START_ADDR + 32 0 P9 V' N, [4 J% _
  26. #define CH10_ID_ADDR    NVM2_EEPROM_START_ADDR + 36
复制代码

9 b) l' x  ~6 {) E2 R$ K% 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。


* A4 z* G% V( t7 }; `6 C2.2.2 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:


( _+ U7 Q' h1 \6 D: m
微信图片_20230611194638.png

& b3 i+ ]- S# u) q  L
% F" h8 c- _) |( ?, o+ l4 j, u

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:


1 D  J8 v, u; ], d. u6 @  Q
$ p- f  s$ Y2 w+ R
微信图片_20230611194635.png
" P) I, D$ k" Y1 g
2 y8 Z) ]! w" O

+ d& c9 r. M  Z8 k6 p1 x# ?3 l- d$ Q1 h! I# o% H

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);
    9 ?# j5 e" z" x! w# }
  2. __disable_irq(void);
复制代码
- \9 o6 n9 W' b' Z3 G6 T( W8 q& N

如图:


& a2 o- {. `1 v1 W9 w5 m$ f

) r* |5 x3 I8 y" S% z! X! h
微信图片_20230611194628.png
1 {. V- o' V8 ?8 d1 G; j; N" {

; ~# `3 B: |. Z, J2 p  b4 u! ~

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。

* V; d8 _( a; C% I
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。


$ V5 }  y! U' Z" O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:

$ \9 P' q/ p8 Z9 K; [& e, n/ H
5 g* i- B: G( j; }
微信图片_20230611194620.png
+ K- p$ [- h! m
( V: V4 c+ Z) X# L( B

在文档中有一整个章节单独介绍存储设备 Flash 和 EEPROM:


9 X! a$ G3 U3 S5 W
/ \6 I3 l4 G# r5 N; r9 \
微信图片_20230611194612.png

3 Z5 L- Y5 @8 d5 |9 k* S; f1 h9 ^# _5 }9 X- v

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。


& X; d4 `& ^( y# ~4 k
- f0 U( k' c7 @' l) e' ~5 n转载自:[color=rgba(0, 0, 0, 0.3)]矜辰所致
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) C. b0 E9 M5 o# T7 N# z% v) r9 {# v+ u- y! b
收藏 评论0 发布时间:2023-6-11 19:47

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