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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)。

, @) ^6 P( F- S# T8 T' }5 ?

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!


+ g6 W( G4 P; l; {; T% v8 P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。


- L6 M( V5 f3 ~2 y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。

5 `  u. d; q: Q
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:

& O% |3 j$ g% ~3 }! h

9 w- L$ ^7 ~1 M! J# Y3 Q+ [. h* `* R
微信图片_20230611194650.png

2 [/ {' w; A7 V
/ S# r, I1 D& Z- g  B/ C, S4 M

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:


; Y/ ]. O% k) g' q9 U1 t3 P. @

微信图片_20230611194829.png


# s% ]! [3 q8 W( q2.2 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。


0 b3 b( v3 o  r, F: p" c5 e

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。


- d* E9 Y) j3 K5 i6 i5 R- z

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。


- A  }4 n$ |/ @" h" q

那么我们只要保证我们的 EEPROM 的读写地址为 Bank2 即可:


2 {& Y- O( ?4 ]

微信图片_20230611194645.png


2 S2 C% s0 k7 |

于是,在程序中,我简单做了修改:

  1. #define NVM2_EEPROM_START_ADDR     0x08080C00   //起始地址, P* n% T' I7 Q7 _/ [. k

  2. 5 Q7 K$ J/ T8 A- t
  3. /*
    ' q8 v. d/ y7 n7 Z
  4.     EEPROM只有4页,每页512bytes,EEPROM使用方便,我们用它来保存数据7 G- d3 @2 n. B( w( Y
  5.     但是要注意,L051 falsh 和 eeprom没有数据的时候是 0,不是FFFFFFF0 a' Z9 S1 j5 T# M  d) f- G
  6.     L051C8 系列 和 L051R8 系列一样 8 q1 V& r" i( W7 \, K

  7. / o& ]; C0 F/ ^
  8.     L071
    $ C7 n2 L: S5 N. m

  9. ! j+ }/ B3 i* D
  10.     FALSH :     bank1 0x0800 0000 - 0x0800 FFFF/ U  i7 l2 r* ^3 F- g
  11.                 bank2 0x0801 0000 - 0x0801 FFFF
    ' |% I, P3 f) V* }. ~/ R
  12.     EEPROM :    bank1 0x0808 0000 - 0x0808 0BFF* G3 |( V; N' r4 t# x" _3 ~# D
  13.                 bank2 0x0808 0C00 - 0x0808 17FF
    9 p' a& ?/ x6 P3 n" D+ j$ D" e/ U
  14. *// y) d$ @" U. x3 E" {" ~
  15. 5 R8 O# p; @: H4 E, ~
  16. . D/ t1 P6 o$ t5 A0 P
  17. #define CH1_ID_ADDR     NVM2_EEPROM_START_ADDR + 0   
    2 V9 Y* O" v. F# Y4 T! l
  18. #define CH2_ID_ADDR     NVM2_EEPROM_START_ADDR + 4
    3 Q8 P, j' a3 A/ k% v
  19. #define CH3_ID_ADDR     NVM2_EEPROM_START_ADDR + 8
    $ T7 c$ b6 B; C, g5 y3 A& H2 `
  20. #define CH4_ID_ADDR     NVM2_EEPROM_START_ADDR + 12' h7 r3 j% U4 `8 `/ c  D0 S
  21. #define CH5_ID_ADDR     NVM2_EEPROM_START_ADDR + 168 N( h6 u3 G! O0 k) P" Y1 R& z
  22. #define CH6_ID_ADDR     NVM2_EEPROM_START_ADDR + 20
    & L  j( t0 W  h" I
  23. #define CH7_ID_ADDR     NVM2_EEPROM_START_ADDR + 24
    5 i# f- L9 G9 U# i' Y+ V- K  t% Q+ c: q
  24. #define CH8_ID_ADDR     NVM2_EEPROM_START_ADDR + 28
    6 T3 ?9 v% q" g% M
  25. #define CH9_ID_ADDR     NVM2_EEPROM_START_ADDR + 32 5 o( o0 S0 T3 w- i6 w# c
  26. #define CH10_ID_ADDR    NVM2_EEPROM_START_ADDR + 36
复制代码

, h) j5 D- }! N. ~

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。

& {$ m5 v! z  f& k( `9 K
2.2.2 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:


6 C% H: Z- `! ]7 `/ G7 E
微信图片_20230611194638.png
; u4 v7 W: v/ C5 q8 Z0 o! c

- z$ H: y: i9 M

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:


. R! R, C5 |+ t$ z" j

6 |/ ?1 J( j9 c1 u/ w/ p% i# S/ \
微信图片_20230611194635.png

& q" m- E0 W6 `. I3 J( b
: j- D3 s4 p2 M; b# j* d( C0 a1 G
9 y) w5 |2 S+ n
$ U( w& o3 X: B  l- k$ `8 p( N5 I* s

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);) |) T4 T* a4 ]0 B! i
  2. __disable_irq(void);
复制代码
# P% n  D9 V0 i$ H8 M

如图:

8 s" q4 G# D7 D1 x$ X

- o4 b* X- {% W( i6 c0 Y; T& M
微信图片_20230611194628.png
5 o+ j: \) T3 G5 B# S

. {. }* ?0 G* o" Y

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。

8 B9 {, e6 c9 p$ d  y- j4 |
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。

. u) r" h3 d. W, `
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:


& g! m4 h6 K! W) G- y5 Y" X; L

- I* K; J& K9 }) R: _* z
微信图片_20230611194620.png
  p2 Y8 {+ N! U
. S0 ]. u  i  O" L, M* e3 T; ]

在文档中有一整个章节单独介绍存储设备 Flash 和 EEPROM:


: E) m* A! F6 E! p! v2 t
. R( I) o9 n. R+ u; C
微信图片_20230611194612.png
/ N3 {8 T# n3 ?" {3 O- O

, G' k, u: |/ V( L

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。


  l; ?# K9 w4 Q; }2 v/ {; B$ t. c0 c( ^4 I; N, ~) e& [! `
转载自:矜辰所致0 A7 z- F. k' {( [% K. a1 s
如有侵权请联系删除
* ?0 {  B/ z4 A2 f3 d0 n5 S' H& K
( x9 J  I7 I, T3 T& l1 _5 N% @
收藏 评论0 发布时间:2023-6-11 19:47

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