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[教程] STM32F412应用开发——使用片上Flash存储参数

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    [LV.4]偶尔看看III

    发表于 2017-8-10 13:46:02 |显示全部楼层
    我们的项目中需要保存一些系统配置参数,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。这就需要考虑这些参数保存的问题。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,恰好有些MCU拥有比较大的FLASH,使用少量来存储这些参数则既方便有经济。STM32F4的Flash架构如下:
    564295-20170103175215222-2045941481.png


    这次NUCLEO-F412ZG测试板上的STM32F412ZG拥有1M的Flash,所以我们可以试试将参数保存到其片上Flash中。其Flash的组织模式如下:
    564295-20170103175229253-1570712886.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。从Sector5到Sector11大小都是128K,所以我们做如下宏定义:
      #define SECTOR_SIZE           1024*128    //字节
    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。
    //从指定地址开始读取多个数据
    void FLASH_ReadMoreData(uint32_t startAddress,uint16_t *readData,uint16_t countToRead)
    {
      uint16_t dataIndex;
      for(dataIndex=0;dataIndex<countToRead;dataIndex++)
      {
        readData[dataIndex]=FLASH_ReadHalfWord(startAddress+dataIndex*2);
      }
    }
    //读取指定地址的半字(16位数据)
    uint16_t FLASH_ReadHalfWord(uint32_t address)
    {
      return *(__IO uint16_t*)address;
    }
    //读取指定地址的全字(32位数据)
    uint32_t FLASH_ReadWord(uint32_t address)
    {
      uint32_t temp1,temp2;
      temp1=*(__IO uint16_t*)address;
      temp2=*(__IO uint16_t*)(address+2);
      return (temp2<<16)+temp1;
    }
    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:

    564295-20170103175255300-122107340.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:

    564295-20170103175319456-1805181124.png


    如下为Flash全擦除过程,

    564295-20170103175332644-1610364716.png


    根据以上图示我们便写数据写入函数如下:
    //从指定地址开始写入多个数据
    void FLASH_WriteMoreData(uint32_t startAddress,uint16_t *writeData,uint16_t countToWrite)
    {
      if(startAddress<FLASH_BASE||((startAddress+countToWrite*2)>=(FLASH_BASE+1024*FLASH_SIZE)))
      {
        return;//非法地址
      }
      FLASH_Unlock();         //解锁写保护
      uint32_t offsetAddress=startAddress-FLASH_BASE;               //计算去掉0X08000000后的实际偏移地址
      uint32_t sectorPosition=offsetAddress/SECTOR_SIZE;            //计算扇区地址,
      uint32_t sectorStartAddress=sectorPosition*SECTOR_SIZE+FLASH_BASE;    //对应扇区的首地址
      FLASH_ErasePage(sectorStartAddress);//擦除这个扇区
      uint16_t dataIndex;
      for(dataIndex=0;dataIndex<countToWrite;dataIndex++)
      {
        FLASH_ProgramHalfWord(startAddress+dataIndex*2,writeData[dataIndex]);
      }
      FLASH_Lock();//上锁写保护
    }
    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,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。
    参考了ST的编程手册PM0081——STM32F40xxx 和 STM32F41xxx Flash编程手册。
    转自博客,博主zqixiao_09
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