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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)。

' t+ P7 x# y% d+ c* k4 R

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!

, v# W- ?' v0 a3 H' b: E+ b( X  T
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。


0 ]* T* d" R# f: y. V( j# k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。


% }2 N6 z% ]# n# E; w  J  V2.1 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:

9 x0 r4 H& R5 y8 a7 |

; T, a2 w$ K- ~5 l3 `
微信图片_20230611194650.png

+ V1 e& b5 D/ T# W0 D
5 L8 {, ]& R6 }0 n

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:

; @3 I; g4 x% N, z! y6 E

微信图片_20230611194829.png


3 c$ b/ K& d: S" j2.2 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。

% C! a0 n- T$ J

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。

. @% c9 ?5 w/ |

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。


9 X% z( N4 x& ~$ P

那么我们只要保证我们的 EEPROM 的读写地址为 Bank2 即可:

, q! @( e7 W* h& f! y6 W

微信图片_20230611194645.png


( F1 n$ C- y" B9 b" _0 J/ j

于是,在程序中,我简单做了修改:

  1. #define NVM2_EEPROM_START_ADDR     0x08080C00   //起始地址
    ( z1 S5 u; t4 v6 M, a4 r1 e

  2. & o5 X% m( z, S# ], s/ q% ?& L
  3. /*+ X0 ~0 H" a' E
  4.     EEPROM只有4页,每页512bytes,EEPROM使用方便,我们用它来保存数据( U8 c7 E( L# q
  5.     但是要注意,L051 falsh 和 eeprom没有数据的时候是 0,不是FFFFFFF% Z  h& p3 M! t
  6.     L051C8 系列 和 L051R8 系列一样
    / ^' ~0 H5 b3 j. O* L

  7. ! O3 [3 i* ^1 g( z9 @& o1 p, Q* P
  8.     L0713 r8 U* ^; B, R, a+ F: h: h7 b& U

  9. % @, E+ x! x! q1 u" g; _: b5 E
  10.     FALSH :     bank1 0x0800 0000 - 0x0800 FFFF/ Z* u, b! J: A) x
  11.                 bank2 0x0801 0000 - 0x0801 FFFF' q( B; Z9 x7 T6 Q9 s
  12.     EEPROM :    bank1 0x0808 0000 - 0x0808 0BFF3 l# ~7 T8 i  A$ [6 a; ]
  13.                 bank2 0x0808 0C00 - 0x0808 17FF1 Z) a$ R- `8 G& ?- Z) D% D: _% Q7 j
  14. */$ X, D1 ]( r( M
  15. ( S" X' P; e% e/ T8 u
  16. 8 N2 X/ m8 [0 W' {( @
  17. #define CH1_ID_ADDR     NVM2_EEPROM_START_ADDR + 0   
    0 @# k0 c( P& Z6 k4 P0 t
  18. #define CH2_ID_ADDR     NVM2_EEPROM_START_ADDR + 47 E: n& r) c' i. E7 o
  19. #define CH3_ID_ADDR     NVM2_EEPROM_START_ADDR + 81 a/ e, x" Z6 t3 R. w5 d+ k& F& a
  20. #define CH4_ID_ADDR     NVM2_EEPROM_START_ADDR + 12
    5 _- j( O, |/ Q( k% [% ^
  21. #define CH5_ID_ADDR     NVM2_EEPROM_START_ADDR + 16
    # p: G( _3 q6 f5 o9 [/ Q
  22. #define CH6_ID_ADDR     NVM2_EEPROM_START_ADDR + 20" Q. @2 n2 c5 y. E5 x/ v
  23. #define CH7_ID_ADDR     NVM2_EEPROM_START_ADDR + 24 ) [: Q! A& |6 p) l
  24. #define CH8_ID_ADDR     NVM2_EEPROM_START_ADDR + 28 . A4 P% B# {. x5 s
  25. #define CH9_ID_ADDR     NVM2_EEPROM_START_ADDR + 32 + W5 b% ]" r; Z5 `3 b( U
  26. #define CH10_ID_ADDR    NVM2_EEPROM_START_ADDR + 36
复制代码

4 K  l2 |- M* J7 D

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。

4 g9 _2 _  z# f" z+ J# s, i
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:


1 h. T& i! g( B8 i2 u
微信图片_20230611194638.png

' b1 q" u& q2 O0 ]6 t$ ]0 l. a" y: f3 _5 Z2 \9 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:

, o9 e3 q) O* f

% b- q) I: M% r* O& j4 A+ K
微信图片_20230611194635.png

( K% Z. B( w/ L! e0 b" _
7 t# Z+ n8 g& {& R: {: S9 A+ d

" a1 \" X+ Z+ d, n& {
: J% z1 C$ i! o1 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);8 o. ?) y) H( b4 C( _
  2. __disable_irq(void);
复制代码

. D/ x1 Y0 Y, u0 f$ l, t

如图:

6 O$ p9 X* O& E* p3 c

- \$ k' W4 U: i" I5 Z0 m4 ?2 T2 d
微信图片_20230611194628.png

5 W; P' |6 Z& O/ V! h- i% W6 Q- T" w( f" Z; n* |  D6 i

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。


1 e" d3 U& |- d2 `- m2.2.3 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。

/ _3 l( t6 C0 |9 Z
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:


4 P2 y4 @; t+ l  p1 S

; |8 R0 f8 O) k* G- y$ C8 t/ T% b
微信图片_20230611194620.png

$ x9 N1 u6 j6 T7 y5 f$ X
# ^3 n/ _4 w0 v+ r0 l

在文档中有一整个章节单独介绍存储设备 Flash 和 EEPROM:

2 c: \. Z6 W6 `) E7 F% D1 v

, O" s- O. z. }9 c3 ]
微信图片_20230611194612.png
6 p7 w" q9 P. X( l3 \

$ z2 E2 A) p8 L' k4 M

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。


  _' Z  d8 Z8 b5 ]
' S2 Y# G0 O3 v' V转载自:矜辰所致2 d& k% I2 p  _4 g
如有侵权请联系删除/ e% A% k6 R1 y) s4 E. H8 H5 u

" ]/ O1 V  }. B' o7 Z( E
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