LV02-02-STM32内部FLASH读写

发表于 更新于 分类于 Waline： 本文字数： 5.7k 阅读时长 ≈ 10 分钟

摘要：

  这篇笔记主要是 STM32 的内部FLASH读写相关笔记。若笔记中有错误或者不合适的地方，欢迎批评指正😃。

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正点原子战舰V3开发板 STM32F103ZET6
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2022-9-24 更新内容

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参考方向参考原文
ST官方文档Reference manual
ST官方文档STM32F10xxx Flash memory microcontrollers
正点原子STM32开发指南STM32F1开发指南-库函数版本_V3.3
野火STM32开发指南STM32库开发实战指南——基于野火霸道开发板 文档 (embedfire.com)

  上一篇笔记已经了解了STM32的内部FLASH，这一部分就是对FLASH的读写实现。其实主要是几个函数的实现说明，对于FLASH的操作，需要注意的是每次写入或者读取都是半字，在32位机器下，就是2字节。

一、相关宏定义

1.自定义宏

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#define STM32_FLASH_SIZE 512 	 		/* 所选STM32的FLASH容量大小(单位为K) */
#define STM32_FLASH_WREN 1              /* 使能FLASH写入(0，不是能;1，使能) */

#define STM32_FLASH_BASE 0x08000000 	/* STM32 FLASH的起始地址 */

/* 定义FLASH每一页的大小 */
#if STM32_FLASH_SIZE < 256
#define STM_SECTOR_SIZE 1024 /* 字节 */
#else
#define STM_SECTOR_SIZE	2048 /* 字节 */
#endif
u16 STMFLASH_BUF[STM_SECTOR_SIZE/2];/* 缓存数组 */

  • STM32_FLASH_SIZE：表示所选的STM32的FLASH容量的大小，我们选用的是STM32F103ZET6，所以这里定义成512KB。
  • STM32_FLASH_SIZE ：FLASH 页的大小，FLASH小于256KB的，每一页是1KB，大于或者等于256KB的FLASH每一页是2KB。
  • STMFLASH_BUF ：FLASH 中数据缓存区，这个数组是u16类型，也就是unsigned short int类型的，每个元素是2个字节，所以只需要1024个元素就可以存储2048个字节的数据，所以后边的元素个数需要除以2。这个数组有两个用处，一是存放读取的整个扇区的数据，而是缓存我们要写入的数据，其实它的存在也保护了部分数据，因为我们擦除FLASH的时候会擦除整个页，所以即便我们写入的数据不会占满整页，但是这一整页还是会被擦除，提前读取整页数据其实也保护了部分数据。

二、函数实现

1.读半字

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u16 STMFLASH_ReadHalfWord(u32 faddr)
{
	return *(vu16*)faddr; 
}

【函数说明】该函数用于从指定地址读取半字数据（32位机器下半字为16位，也就是2个字节）。

【函数参数】

  • faddr： u32类型，就是uint32_t类型，再继续追踪会发现其实就是 unsigned int 类型，表示要读取的FLASH地址。

【返回值】u16类型，就是uint16_t类型，继续追踪的话就是unsigned short int类型，表示读取到的数据。

【使用格式】none

【注意】none

2.读指定长度

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void STMFLASH_Read(u32 ReadAddr,u16 *pBuffer,u16 NumToRead)
{
	u16 i;
	for(i=0; i<NumToRead; i++)
	{
		pBuffer[i]=STMFLASH_ReadHalfWord(ReadAddr);/* 读取2个字节 */
		ReadAddr+=2;/* 偏移2个字节 */
	}
}

【函数说明】该函数用于从指定地址读取指定长度的数据到指定的空间，该函数内部调用库函数中的 STMFLASH_ReadHalfWord() 函数完成一次读取，每次读取16位数据，也就是2个字节。

【函数参数】

  • ReadAddr： u32类型，其实就是 unsigned int 类型，表示要读取的FLASH地址。
  • pBuffer ：u16类型，其实就是 unsigned short int 类型，它是一个指针变量，指向读出数据将要存放空间的首地址。
  • NumToRead ：u16类型，其实就是 unsigned short int 类型，表示我们要读取的多少数据，每次读取2字节，一共将会读取 2倍的NumToRead 个字节数据。也就是说，这个参数乘以2就可以得到我们读取的总的字节数啦。

【返回值】none

【使用格式】none

【注意】每次读取都是读2个字节，地址也要注意递增2字节。

3.不检查写入

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void STMFLASH_Write_NoCheck(u32 WriteAddr,u16 *pBuffer,u16 NumToWrite)
{
	u16 i;
	for(i=0; i<NumToWrite; i++)
	{
		FLASH_ProgramHalfWord(WriteAddr,pBuffer[i]);
		WriteAddr+=2;/* 地址增加2 */
	}
}

【函数说明】该函数用于向指定地址写入指定长度的数据，该函数内部调用库函数中的 FLASH_ProgramHalfWord() 函数完成一次写入，每次写入16位数据（半字），也就是2个字节，但是该函数不会检查要写入的区域数据是否是已经擦除过的，一般用于写入整个扇区数据。

【函数参数】

  • ReadAddr： u32类型，其实就是 unsigned int 类型，表示要写入的FLASH地址。
  • pBuffer ：u16类型，其实就是 unsigned short int 类型，它是一个指针变量，指向写入数据现在存放空间的首地址。
  • NumToWrite ：u16类型，其实就是 unsigned short int 类型，表示我们要写入多少数据，每次写入2字节，一共将会写入 2倍的NumToWrite 个字节数据。也就是说，这个参数乘以2就可以得到我们写入的总的字节数啦。

【返回值】none

【使用格式】none

【注意】每次写入都是写2个字节，地址也要注意递增2字节。

4.写入指定长度

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void STMFLASH_Write(u32 WriteAddr, u16 *pBuffer, u16 NumToWrite)
{
	/* 0.相关变量定义 */
	u32 secpos;	   //扇区地址
	u16 secoff;	   //扇区内偏移地址(16位字计算)
	u16 secremain; //扇区内剩余地址(16位字计算)
	u16 i;
	u32 offaddr; //去掉 0X08000000 后的地址，也就是相对于 0X08000000 的偏移地址
	/* 1.判断要写入的地址是否合法 */
	if (WriteAddr < STM32_FLASH_BASE || (WriteAddr >= (STM32_FLASH_BASE + 1024 * STM32_FLASH_SIZE)))
		return; // 非法地址直接返回
	/* 2.解锁FLASH */
	FLASH_Unlock(); // 解锁
	/* 3.计算各个参数 */
	offaddr = WriteAddr - STM32_FLASH_BASE;	  // 计算实际偏移地址，要写入的地址 - 0x0800 0000
	secpos = offaddr / STM_SECTOR_SIZE;		  // 计算要写的地址是哪个扇区，也就是页，偏移地址/2048即可。扇区地址  0~255 for STM32F103ZET6
	secoff = (offaddr % STM_SECTOR_SIZE) / 2; // 计算在扇区内的偏移(2个字节为基本单位，因为我们每次写入的是2个字节.)
	secremain = STM_SECTOR_SIZE / 2 - secoff; // 计算扇区剩余空间大小
	if (NumToWrite <= secremain)			  // 判断整个页中剩下的空间是否足够写入我们要写入的数据
		secremain = NumToWrite;				  // 要写的数据长度不大于该扇区范围的话，我们将剩余长度设置为要写入的长度
	/* 4.循环写入数据，可以跨多扇区写入 */
	while (1)
	{
		/* 4.1读出整个扇区的数据 */
		STMFLASH_Read(secpos * STM_SECTOR_SIZE + STM32_FLASH_BASE, STMFLASH_BUF, STM_SECTOR_SIZE / 2); //读出整个扇区的内容，扇区号*扇区大小+基地址就可以得出所要读取扇区的首地址
		/* 4.2判断是否需要擦除页，然后进行不同的写入操作 */
		for (i = 0; i < secremain; i++) //校验数据，判断瓦片们要写的区域中的数据是否都是0xFFFF
		{
			if (STMFLASH_BUF[secoff + i] != 0XFFFF) // 判断其中的数据是否都是0xFFFF，若有不是0xFFFF的，那么整个页面就需要擦除
				break;								//需要擦除
		}
		if (i < secremain) //需要擦除
		{
			FLASH_ErasePage(secpos * STM_SECTOR_SIZE + STM32_FLASH_BASE); // 擦除整个扇区
			for (i = 0; i < secremain; i++)								  // 复制要写入的数据
			{
				STMFLASH_BUF[i + secoff] = pBuffer[i]; // 直接从偏移的位置复制数据，保护了其他不需要被覆盖的数据
			}
			STMFLASH_Write_NoCheck(secpos * STM_SECTOR_SIZE + STM32_FLASH_BASE, STMFLASH_BUF, STM_SECTOR_SIZE / 2); //写入整个扇区
		}
		else													   // 要写的空间已经擦除过，不需要再擦除了
			STMFLASH_Write_NoCheck(WriteAddr, pBuffer, secremain); // 写已经擦除了的区域,可以直接写入扇区剩余区间.
		/* 4.3判断是否写入结束，若结束则直接跳出循环，否则说明一个扇区不够，还要写下一个扇区 */
		if (NumToWrite == secremain)
			break; // 写入结束了
		else	   // 写入未结束
		{
			secpos++;					  // 扇区地址增1
			secoff = 0;					  // 偏移位置为0
			pBuffer += secremain;		  // 指针偏移
			WriteAddr += (secremain * 2); // 写地址偏移
			NumToWrite -= secremain;	  // 字节(16位)数递减
			if (NumToWrite > (STM_SECTOR_SIZE / 2))
				secremain = STM_SECTOR_SIZE / 2; //下一个扇区还是写不完
			else
				secremain = NumToWrite; //下一个扇区可以写完了
		}
	};
	/* 5.写入完毕后对FLASH上锁 */
	FLASH_Lock(); //上锁
}

【函数说明】该函数用于向指定地址写入指定长度的数据，函数内部进行了是否需要擦除的判断以及是否需要跨页的判断。

【函数参数】

  • ReadAddr： u32类型，其实就是 unsigned int 类型，表示要写入的FLASH地址。
  • pBuffer ：u16类型，其实就是 unsigned short int 类型，它是一个指针变量，指向写入数据现在存放空间的首地址。
  • NumToWrite ：u16类型，其实就是 unsigned short int 类型，表示我们要写入多少数据，每次写入2字节，一共将会写入 2倍的NumToWrite 个字节数据。也就是说，这个参数乘以2就可以得到我们写入的总的字节数啦。

【返回值】none

【使用格式】none

【注意】none

三、读写测试

1.相关定义

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//要写入到STM32 FLASH的字符串数组
const u8 TEXT_Buffer[]={"STM32F103 FLASH TEST"};
#define SIZE sizeof(TEXT_Buffer)		//数组长度
#define FLASH_SAVE_ADDR  0X08070000		//设置FLASH 保存地址(必须为偶数，且其值要大于本代码所占用FLASH的大小+0X08000000)

2.主函数

  这里只写了重要相关语句：

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#include <stdio.h>

//要写入到STM32 FLASH的字符串数组
const u8 TEXT_Buffer[] = {"STM32F103 FLASH TEST"};
#define SIZE sizeof(TEXT_Buffer)   //数组长度
#define FLASH_SAVE_ADDR 0X08070000 //设置FLASH 保存地址(必须为偶数，且其值要大于本代码所占用FLASH的大小+0X08000000)

int main(int argc, char *argv[])
{
    // ... ...
    STMFLASH_Write(FLASH_SAVE_ADDR, (u16 *)TEXT_Buffer, SIZE);
    // ... ...
    STMFLASH_Read(FLASH_SAVE_ADDR, (u16 *)datatemp, SIZE);
    // ... ...
    return 0;
}