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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)。

  J3 Q/ h& J3 K' Y3 W

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!


$ _0 H$ B9 s2 P% J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。


8 N; {1 L: h0 M0 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。


8 D, M) l" E% m; n' ^1 M2.1 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:


. h1 g$ b9 Y4 |% H' w! R

) [8 ~. W: K: m2 [
微信图片_20230611194650.png
8 R; ?) @0 {1 d" R3 O

$ a% ^3 K2 e4 V" f( L: X, x! T9 P

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:

8 v; k+ r6 l& d

微信图片_20230611194829.png

- }, O8 S9 |4 _0 G! U
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。

  Z' \# l+ E. 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。

  y( o! S% F7 D5 D1 ?

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。

: M! f$ f  |5 G9 v$ v5 `

那么我们只要保证我们的 EEPROM 的读写地址为 Bank2 即可:


6 j9 o4 g1 y4 H2 i: I. d6 q

微信图片_20230611194645.png

# @5 a' B/ a: N( A. t

于是,在程序中,我简单做了修改:

  1. #define NVM2_EEPROM_START_ADDR     0x08080C00   //起始地址
      b5 d6 O8 e0 Z! Z
  2. $ r1 b+ g0 h% b0 F! J5 [
  3. /*
    . Y  m, U( P) H* J. x: _/ o& P$ R
  4.     EEPROM只有4页,每页512bytes,EEPROM使用方便,我们用它来保存数据
    1 L* L6 P0 q0 C- f8 Q  f
  5.     但是要注意,L051 falsh 和 eeprom没有数据的时候是 0,不是FFFFFFF: A2 y/ L& b3 k- h7 H8 ^
  6.     L051C8 系列 和 L051R8 系列一样 4 i, G8 ~5 w) S8 w  [4 G

  7. 0 x. y, E0 ^; n
  8.     L071
    1 V8 s+ x( k" W
  9. & E; q0 G# o5 L) q5 F& p  Z7 G% f
  10.     FALSH :     bank1 0x0800 0000 - 0x0800 FFFF! o3 x7 n1 @$ E
  11.                 bank2 0x0801 0000 - 0x0801 FFFF  W3 w' [3 f$ d$ k; U. }
  12.     EEPROM :    bank1 0x0808 0000 - 0x0808 0BFF! v% G; Y6 U4 g- T6 d. ?
  13.                 bank2 0x0808 0C00 - 0x0808 17FF' k  P! u% m1 k9 u* Q+ G
  14. */  P6 P' x# h2 A  {  m1 x5 D
  15. ; N1 H; o0 @8 [+ @/ }3 E5 v
  16. 0 V* P: c' o; N/ n
  17. #define CH1_ID_ADDR     NVM2_EEPROM_START_ADDR + 0   
    # I: o8 g0 c! }1 V
  18. #define CH2_ID_ADDR     NVM2_EEPROM_START_ADDR + 4* f9 X9 @9 P$ I" o+ a  [2 K
  19. #define CH3_ID_ADDR     NVM2_EEPROM_START_ADDR + 8
    ! o- S3 \- [* n
  20. #define CH4_ID_ADDR     NVM2_EEPROM_START_ADDR + 12
    5 W6 T" D4 e6 O3 v1 P
  21. #define CH5_ID_ADDR     NVM2_EEPROM_START_ADDR + 16
    4 C3 b2 {7 p7 Q1 \4 C- R0 S
  22. #define CH6_ID_ADDR     NVM2_EEPROM_START_ADDR + 20
    # o' s2 B# _- s* V& G) }
  23. #define CH7_ID_ADDR     NVM2_EEPROM_START_ADDR + 24
    % C8 @/ A& l7 L. {
  24. #define CH8_ID_ADDR     NVM2_EEPROM_START_ADDR + 28 / v% ]- X) n6 o% ]! l7 H6 B
  25. #define CH9_ID_ADDR     NVM2_EEPROM_START_ADDR + 32
    . j. L* o$ O5 E2 \; ?
  26. #define CH10_ID_ADDR    NVM2_EEPROM_START_ADDR + 36
复制代码
! H. s! ?& D# Y$ |0 ^

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。

( T" ]0 ?3 |  c  S
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:

  m8 @- c9 C# \! n8 L
微信图片_20230611194638.png
& Q5 u) w1 x5 C6 J$ n7 `% h
) _& l, {- i5 x' p2 S. t

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:

, i! H: d: A* g, B' g5 _7 R
2 i* Y* A8 g) b# }, d
微信图片_20230611194635.png
: c' w1 U6 n, R( U0 V& T0 [

' W, k3 }' S) Q1 d8 N) z4 {
0 i( A4 b: S) o5 d1 G5 ]

2 w6 x+ P* f$ _. L6 p; L- {

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);
    " e. i5 o- M% O& X+ P/ y
  2. __disable_irq(void);
复制代码

2 o9 U$ [: Y; A( H; S- Y

如图:

) i6 z/ z* k0 j) u5 D% a, W, V- w

9 G1 O4 u1 c4 L6 ~; l
微信图片_20230611194628.png
  ^1 v- m$ U  }' r6 F. V$ C' c
; K; W" b3 t. h7 B

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。

0 I2 F6 D; d4 A6 m1 u* D. w
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。


1 o& F) }, p) S/ d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:


& s% n* x* L/ J9 A9 w4 E; }8 `
% S8 I6 P# g4 g# Z1 }
微信图片_20230611194620.png

5 e& R; N# V$ I3 C
) V" e! n* B1 T, j6 _9 x" T

在文档中有一整个章节单独介绍存储设备 Flash 和 EEPROM:

4 Y# Z7 u9 Y# S8 @: x3 H
" m7 i1 s. F- {. ]2 V1 m
微信图片_20230611194612.png

" n9 N& y' l; f+ H$ _/ M: O4 D0 T  G; d# h1 p5 o

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。


( f3 }6 I; `% I! @$ A
. E( X+ E/ ?( ?# u3 g' }0 |. n5 D5 B转载自:矜辰所致! ?! x  H: T% M; X& p# p& k! K; Q; M
如有侵权请联系删除- @) \9 o# j$ g& v9 @( n, Z
% p* M, U6 U% g: h  K
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