FLASH模拟EEPROM

STM32编程方式：

1、在线编程（ICP,In-Circuit Programming）:

通过JTAG/SWD协议或者系统加载程序(Bootloader)下载用户应用程序到微控制器中。

2、在程序中编程(IAP,In Application Programming):

通过任何一种通信接口(如IO端口,USB,CAN,UART,I2C,SPI等)下载程序或者应用数据到存储器中。也就是说，STM32允许用户在应用程序中重新烧写闪存存储器中的内容。然而，IAP需要至少有一部分程序已经使用ICP方式烧到闪存存储器中（Bootloader)。

闪存模块存储器组织 共1M



①主存储器

从上图可以看出主存储器的起始地址就是0X08000000， B0、B1都接GND的时候，就是从0X08000000开始运行代码的。

②系统存储器

存放STM32F4的bootloader代码，此代码是出厂的时候就固化在STM32F4里面了，专门来给主存储器下载代码的。当B0接V3.3，B1接GND的时候，从该存储器启动（即进入串口下载模式）

③OTP区域

一次性可编程区域，共528字节，被分成两个部分，前面512字节（32字节为1块，分成16块），可以用来存储一些用户数据（一次性的，写完一次，永远不可以擦除！！），后面16字节，用于锁定对应块。

④选项字节

用于配置读保护、BOR级别、软件/硬件看门狗以及器件处于待机或停止模式下的复位。

FLASH闪存的读取

我们要从地址addr，读取一个字（字节为8位，半字为16位，字为32位），可以通过如下的语句读取：

data=(vu32)addr;

将addr强制转换为vu32指针，然后取该指针所指向的地址的值，即得到了addr地址的值。

注意

为了准确读取 Flash 数据，必须根据 CPU 时钟 (HCLK) 频率和器件电源电压在 Flash 存取控制寄存器 (FLASH_ACR) 中正确地设置等待周期数 (LATENCY).



供电电压，我们一般是3.3V，所以，在我们设置168Mhz频率作为CPU时钟之前，必须先设置LATENCY为5，否则FLASH读写可能出错，导致死机。

FLASH闪存的编程(写）和擦除操作

在对 STM32F4的Flash执行写入或擦除操作期间，任何读取Flash的尝试都会导致总线阻塞。只有在完成编程操作后，才能正确处理读操作。

FLASH编程注意事项

1、STM32F4复位后，FLASH编程操作是被保护的，不能写入FLASH_CR寄存器；通过写入特定的序列（0X45670123和0XCDEF89AB）到FLASH_KEYR寄存器才可解除写保护，只有在写保护被解除后，我们才能操作相关寄存器。

FLASH_CR的解锁序列为：

1）写0X45670123（KEY1)到FLASH_KEYR

2）写0XCDEF89AB(KEY2)到FLASH_KEYR

2、STM32F4闪存的编程位数可以通过FLASH_CR的PSIZE字段配置，PSIZE的设置必须和电源电压匹配，由于我们开发板用的电压是3.3V，所以PSIZE必须设置为10，即32位并行位数。



3、STM32F4的FLASH在编程的时候，也必须要求其写入地址的FLASH是被擦除了的（也就是其值必须是0XFFFFFFFF），否则无法写入。

STM32F4的标准编程步骤如下：

1、检查FLASH_SR中的BSY位，确保当前未执行任何FLASH操作。

2、将FLASH_CR寄存器中的PG位置1，激活FLASH编程。

3、针对所需存储器地址（主存储器块或OTP区域内）执行数据写入操作：

—并行位数为x8时按字节写入（PSIZE=00）

—并行位数为x16时按半字写入（PSIZE=01）

—并行位数为x32时按字写入（PSIZE=02）

—并行位数为x64时按双字写入（PSIZE=03）

4、等待BSY位清零，完成一次编程。

几点要注意：1，编程前，要确保要写如地址的FLASH已经擦除。2，要先解锁（否则不能操作FLASH_CR）。3，编程操作对OPT区域也有效，方法一模一样。

闪存擦除

在STM32F4的FLASH编程的时候，要先判断缩写地址是否被擦除了

1、扇区擦除 2、整片擦除。

扇区擦除步骤

1、检查FLASH_CR的LOCK是否解锁，如果没有则先解锁

2、检查FLASH_SR寄存器中的BSY 位，确保当前未执行任何FLASH操作

3、在FLASH_CR寄存器中，将SER位置1，并从主存储块的12个扇区中选择要擦除的扇区 (SNB)

4、将FLASH_CR寄存器中的STRT位置1，触发擦除操作

5、等待BSY位清零

批量擦除步骤

1、检查FLASH_SR寄存器中的BSY 位，确保当前未执行任何FLASH操作

2、在FLASH_CR寄存器中，将MER位置1 (STM32F407xx)

3、将FLASH_CR寄存器中的STRT位置1，触发擦除操作

4、等待BSY位清零

FLASH操作相关寄存器

1、FLASH访问控制寄存器（FLASH_ACR）

2、FLASH密匙寄存器（FLASH_KEYR)

3、FLASH控制寄存器（FLASH_CR)

4、FLASH状态寄存器（FLASH_SR)

相关用法查手册

FLSH操作总结

1、锁定解锁函数

对FLASH进行写操作前必须先解锁，解锁操作也就是必须在FLASH_KEYR寄存器写入特定的序列（KEY1和KEY2）,固件库函数实现：void FLASH_Unlock(void)；

同样的道理，在对FLASH写操作完成之后，我们要锁定FLASH

void FLASH_Lock(void)；

2、写操作函数

3、擦除函数

FLASH_Status FLASH_EraseSector(uint32_t FLASH_Sector, uint8_t VoltageRange);

FLASH_Status FLASH_EraseAllSectors(uint8_t VoltageRange);

FLASH_Status FLASH_EraseAllBank1Sectors(uint8_t VoltageRange);

FLASH_Status FLASH_EraseAllBank2Sectors(uint8_t VoltageRange)

前面两个函数一个是用来擦除某个Sector，一个使用来擦除全部的sectors。

4、获取状态函数

主要是用的函数是：

FLASH_Status FLASH_GetStatus(void)；

5、等待操作完成函数

每次操作之前，我们都要等待上一次操作完成这次操作才能开始。使用的函数是：

FLASH_Status FLASH_WaitForLastOperation(uint32_t Timeout)；

入口参数为等待时间，返回值是FLASH的状态

6、读FLASH特定地址数据函数

读取FLASH指定地址的字的函数固件库并没有给出来，这里我们自己写的一个函数：

u32 STMFLASH_ReadWord(u32 faddr)

{

return (vu32)faddr;

}

stmflash.h

#ifndef __STMFLASH_H__
#define __STMFLASH_H__
#include "sys.h"
//FLASH起始地址
#define STM32_FLASH_BASE 0x08000000     //STM32 FLASH的起始地址

//FLASH 扇区的起始地址
#define ADDR_FLASH_SECTOR_0     ((u32)0x08000000)   //扇区0起始地址, 16 Kbytes
#define ADDR_FLASH_SECTOR_1     ((u32)0x08004000)   //扇区1起始地址, 16 Kbytes
#define ADDR_FLASH_SECTOR_2     ((u32)0x08008000)   //扇区2起始地址, 16 Kbytes
#define ADDR_FLASH_SECTOR_3     ((u32)0x0800C000)   //扇区3起始地址, 16 Kbytes
#define ADDR_FLASH_SECTOR_4     ((u32)0x08010000)   //扇区4起始地址, 64 Kbytes
#define ADDR_FLASH_SECTOR_5     ((u32)0x08020000)   //扇区5起始地址, 128 Kbytes
#define ADDR_FLASH_SECTOR_6     ((u32)0x08040000)   //扇区6起始地址, 128 Kbytes
#define ADDR_FLASH_SECTOR_7     ((u32)0x08060000)   //扇区7起始地址, 128 Kbytes
#define ADDR_FLASH_SECTOR_8     ((u32)0x08080000)   //扇区8起始地址, 128 Kbytes
#define ADDR_FLASH_SECTOR_9     ((u32)0x080A0000)   //扇区9起始地址, 128 Kbytes
#define ADDR_FLASH_SECTOR_10    ((u32)0x080C0000)   //扇区10起始地址,128 Kbytes
#define ADDR_FLASH_SECTOR_11    ((u32)0x080E0000)   //扇区11起始地址,128 Kbytes

u32 STMFLASH_ReadWord(u32 faddr);           //读出字
void STMFLASH_Write(u32 WriteAddr,u32 *pBuffer,u32 NumToWrite);     //从指定地址开始写入指定长度的数据
void STMFLASH_Read(u32 ReadAddr,u32 *pBuffer,u32 NumToRead);        //从指定地址开始读出指定长度的数据

#endif

stmflash.c

#include "stmflash.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
//读取指定地址的半字(16位数据)
//faddr:读地址
//返回值:对应数据.
u32 STMFLASH_ReadWord(u32 faddr)
{
return *(vu32*)faddr;
}
//获取某个地址所在的flash扇区
//addr:flash地址
//返回值:0~11,即addr所在的扇区
uint16_t STMFLASH_GetFlashSector(u32 addr)
{
if(addr<ADDR_FLASH_SECTOR_1)return FLASH_Sector_0;
else if(addr<ADDR_FLASH_SECTOR_2)return FLASH_Sector_1;
else if(addr<ADDR_FLASH_SECTOR_3)return FLASH_Sector_2;
else if(addr<ADDR_FLASH_SECTOR_4)return FLASH_Sector_3;
else if(addr<ADDR_FLASH_SECTOR_5)return FLASH_Sector_4;
else if(addr<ADDR_FLASH_SECTOR_6)return FLASH_Sector_5;
else if(addr<ADDR_FLASH_SECTOR_7)return FLASH_Sector_6;
else if(addr<ADDR_FLASH_SECTOR_8)return FLASH_Sector_7;
else if(addr<ADDR_FLASH_SECTOR_9)return FLASH_Sector_8;
else if(addr<ADDR_FLASH_SECTOR_10)return FLASH_Sector_9;
else if(addr<ADDR_FLASH_SECTOR_11)return FLASH_Sector_10;
return FLASH_Sector_11;
}
//从指定地址开始写入指定长度的数据
//特别注意:因为STM32F4的扇区实在太大,没办法本地保存扇区数据,所以本函数
//         写地址如果非0XFF,那么会先擦除整个扇区且不保存扇区数据.所以
//         写非0XFF的地址,将导致整个扇区数据丢失.建议写之前确保扇区里
//         没有重要数据,最好是整个扇区先擦除了,然后慢慢往后写.
//该函数对OTP区域也有效!可以用来写OTP区!
//OTP区域地址范围:0X1FFF7800~0X1FFF7A0F
//WriteAddr:起始地址(此地址必须为4的倍数!!)
//pBuffer:数据指针
//NumToWrite:字(32位)数(就是要写入的32位数据的个数.)
void STMFLASH_Write(u32 WriteAddr,u32 *pBuffer,u32 NumToWrite)
{
FLASH_Status status = FLASH_COMPLETE;
u32 addrx=0;
u32 endaddr=0;
if(WriteAddr<STM32_FLASH_BASE||WriteAddr%4)return;    //非法地址  起始地址小于基地址或不是字
FLASH_Unlock(); //解锁
FLASH_DataCacheCmd(DISABLE);//FLASH擦除期间,必须禁止数据缓存

addrx=WriteAddr;                //写入的起始地址
endaddr=WriteAddr+NumToWrite*4; //写入的结束地址 一个字占四个地址
if(addrx<0X1FFF0000)            //只有主存储区,才需要执行擦除操作!!
{
while(addrx<endaddr)        //扫清一切障碍.(对非FFFFFFFF的地方,先擦除)
{
if(STMFLASH_ReadWord(addrx)!=0XFFFFFFFF)//有非0XFFFFFFFF的地方,要擦除这个扇区
{
status=FLASH_EraseSector(STMFLASH_GetFlashSector(addrx),VoltageRange_3);//VCC=2.7~3.6V之间!!
if(status!=FLASH_COMPLETE)break;    //发生错误了  一直循环查询扇区有没有擦除，直到扇区地址结束
}else addrx+=4;//如果已经擦除了那么地址值加4
}
}
if(status==FLASH_COMPLETE)
{
while(WriteAddr<endaddr)//写数据
{
if(FLASH_ProgramWord(WriteAddr,*pBuffer)!=FLASH_COMPLETE)//写入数据
{
break;  //写入异常
}
WriteAddr+=4;
pBuffer++;
}
}
FLASH_DataCacheCmd(ENABLE);   //FLASH擦除结束,开启数据缓存
FLASH_Lock();//上锁
}

//从指定地址开始读出指定长度的数据
//ReadAddr:起始地址
//pBuffer:数据指针
//NumToRead:字(4位)数
void STMFLASH_Read(u32 ReadAddr,u32 *pBuffer,u32 NumToRead)
{
u32 i;
for(i=0;i<NumToRead;i++)
{
pBuffer[i]=STMFLASH_ReadWord(ReadAddr);//读取4个字节.
ReadAddr+=4;//偏移4个字节.
}
}

main.c

#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "led.h"
#include "lcd.h"
#include "stmflash.h"
#include "key.h"
//要写入到STM32 FLASH的字符串数组
const u8 TEXT_Buffer[]={"STM32 FLASH TEST"};
#define TEXT_LENTH sizeof(TEXT_Buffer)              //数组长度
#define SIZE TEXT_LENTH/4+((TEXT_LENTH%4)?1:0)

#define FLASH_SAVE_ADDR  0X0800C004     //设置FLASH 保存地址(必须为偶数，且所在扇区,要大于本代码所占用到的扇区.
//否则,写操作的时候,可能会导致擦除整个扇区,从而引起部分程序丢失.引起死机.
int main(void)
{
u8 key=0;
u16 i=0;
u8 datatemp[SIZE];
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置系统中断优先级分组2
delay_init(168);  //初始化延时函数
uart_init(115200);      //初始化串口波特率为115200

LED_Init();                 //初始化LED
LCD_Init();                 //LCD初始化
KEY_Init();                 //按键初始化
POINT_COLOR=RED;//设置字体为红色
LCD_ShowString(30,50,200,16,16,"Explorer STM32F4");
LCD_ShowString(30,70,200,16,16,"FLASH EEPROM TEST");
LCD_ShowString(30,90,200,16,16,"ATOM@ALIENTEK");
LCD_ShowString(30,110,200,16,16,"2014/5/9");
LCD_ShowString(30,130,200,16,16,"KEY1:Write  KEY0:Read");
while(1)
{
key=KEY_Scan(0);
if(key==KEY1_PRES)  //KEY1按下,写入STM32 FLASH
{
LCD_Fill(0,170,239,319,WHITE);//清除半屏
LCD_ShowString(30,170,200,16,16,"Start Write FLASH....");
STMFLASH_Write(FLASH_SAVE_ADDR,(u32*)TEXT_Buffer,SIZE);
LCD_ShowString(30,170,200,16,16,"FLASH Write Finished!");//提示传送完成
}
if(key==KEY0_PRES)  //KEY0按下,读取字符串并显示
{
LCD_ShowString(30,170,200,16,16,"Start Read FLASH.... ");
STMFLASH_Read(FLASH_SAVE_ADDR,(u32*)datatemp,SIZE);
LCD_ShowString(30,170,200,16,16,"The Data Readed Is:  ");//提示传送完成
LCD_ShowString(30,190,200,16,16,datatemp);//显示读到的字符串
}
i++;
delay_ms(10);
if(i==20)
{
LED0=!LED0;//提示系统正在运行
i=0;
}
}
}

实验现象:

本实验开机后,先显示一些提示信息，然后在主循环里面检测两个按键，其中1个按键（KEY1）用来执行写

入FLASH的操作，另外一个按键（KEY0）用来执行读出操作，在TFTLCD模块上显示相关信息。同时用DS0提

示程序正在运行。