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[基础] STM32F103使用内部Flash保存参数

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    [LV.5]常住居民I

    发表于 2017-8-3 15:06:28 |显示全部楼层
      在我们应用开发时,经常会有一些程序运行参数需要保存,如一些修正系数。这些数据的特点是:数量少而且不需要经常修改,但又不能定义为常量,因为每台设备可能不一样而且在以后还有修改的可能。将这类数据存在指定的位置,需要修改时直接修改存储位置的数值,需要使用时则直接读取,会是一种方便的做法。考虑到这些数据量比较少,使用专门的存储单元既不经济,也没有必要,而STM32F103内部的Flash容量较大,而且ST的库函数中还提供了基本的Flash操作函数,实现起来也比较方便。
          以大容量产品STM32F103VE为例,其Flash容量达到512K,可以将其中一部分用作数据存储。如下是大容量的Flash组织模式:
    564295-20160818154202218-1192260646.png

    根据上面的Flash组织模式,我们可以根据自己的使用方便来作相应的定义。因为大容量每个扇区定义为2K,而小容量和中容量都定义为1K,所以我们做如下宏定义:
    1. #define FLASH_SIZE 512          //所选MCU的FLASH容量大小(单位为K)

    2. #if FLASH_SIZE<256
    3.   #define SECTOR_SIZE           1024    //字节
    4. #else
    5.   #define SECTOR_SIZE           2048    //字节
    6. #endif
    复制代码
    虽然ST的库函数比较全面,但都是基本操作,为了使用方面,根据我们自己的需要对其进行再次封装。
          对于读操作相对比较简单,内置闪存模块可以在通用地址空间直接寻址,就像读取变量一样
    1. //从指定地址开始读取多个数据
    2. void FLASH_ReadMoreData(uint32_t startAddress,uint16_t *readData,uint16_t countToRead)
    3. {
    4.   uint16_t dataIndex;
    5.   for(dataIndex=0;dataIndex<countToRead;dataIndex++)
    6.   {
    7.     readData[dataIndex]=FLASH_ReadHalfWord(startAddress+dataIndex*2);
    8.   }
    9. }

    10. //读取指定地址的半字(16位数据)
    11. uint16_t FLASH_ReadHalfWord(uint32_t address)
    12. {
    13.   return *(__IO uint16_t*)address;
    14. }

    15. //读取指定地址的全字(32位数据)
    16. uint32_t FLASH_ReadWord(uint32_t address)
    17. {
    18.   uint32_t temp1,temp2;
    19.   temp1=*(__IO uint16_t*)address;
    20.   temp2=*(__IO uint16_t*)(address+2);
    21.   return (temp2<<16)+temp1;
    22. }
    复制代码
    对于写操作相对来说要复杂得多,写操作包括对用户数据的写入和擦除。为了防止误操作还有写保护锁。但这些基本的操作ST的库函数已经为我们写好了,我们只需要调用即可。
          STM32复位后,FPEC模块是被保护的,只有在写保护被解除后,我们才能操作相关寄存器。STM32闪存的编程每次必须写入16位,任何不是半字的操作都会造成错误。如下图是Flash写的过程:
    564295-20160818154502218-537707526.png


      STM32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0XFFFF),否则无法写入。Flash的擦除要求必须整页擦除,所以也必须整页写入,否则可能会丢失数据。如下图是Flash页擦除过程:
    564295-20160818154513156-818507555.png


       如下为Flash全擦除过程,
    564295-20160818154523265-1997482772.png


    根据以上图示我们便写数据写入函数如下:
    1. //从指定地址开始写入多个数据
    2. void FLASH_WriteMoreData(uint32_t startAddress,uint16_t *writeData,uint16_t countToWrite)
    3. {
    4.   if(startAddress<FLASH_BASE||((startAddress+countToWrite*2)>=(FLASH_BASE+1024*FLASH_SIZE)))
    5.   {
    6.     return;//非法地址
    7.   }
    8.   FLASH_Unlock();         //解锁写保护
    9.   uint32_t offsetAddress=startAddress-FLASH_BASE;               //计算去掉0X08000000后的实际偏移地址
    10.   uint32_t sectorPosition=offsetAddress/SECTOR_SIZE;            //计算扇区地址,对于STM32F103VET6为0~255
    11.   
    12.   uint32_t sectorStartAddress=sectorPosition*SECTOR_SIZE+FLASH_BASE;    //对应扇区的首地址

    13.   FLASH_ErasePage(sectorStartAddress);//擦除这个扇区
    14.   
    15.   uint16_t dataIndex;
    16.   for(dataIndex=0;dataIndex<countToWrite;dataIndex++)
    17.   {
    18.     FLASH_ProgramHalfWord(startAddress+dataIndex*2,writeData[dataIndex]);
    19.   }
    20.   
    21.   FLASH_Lock();//上锁写保护
    22. }
    复制代码
          在擦除之前应该将页面上的数据读取出来与要写入的数据合并,待擦除后再写入,但这样数据量很大(大容量是2K一个扇区),所以考虑到是少量数据存储,所以每次都将全部数据同时写入,简化操作,也减少数据处理量。经测试以上程序写入和读出数据均正确,可以实现内部Flash的读写操作。需要更深入了解可以参考《STM32F10xxx 闪存编程参考手册》


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    发表于 2017-8-8 09:41:31 |显示全部楼层
    很棒,感谢分享
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