一.简介
在 STM32 芯片内部有一个 FLASH 存储器,它主要用于存储代码,我们在电脑上编写好应用程序后,使用下载器把编译后的代码文件烧录到该内部 FLASH 中,由于 FLASH 存储器的内容在掉电后不会丢失,芯片重新上电复位后,内核可从内部 FLASH 中加载代码并运行;除了使用外部的工具(如下载器)读写内部 FLASH 外,STM32 芯片在运行的时候,也能对自身的内部 FLASH 进行读写,因此,若内部 FLASH 存储了应用程序后还有剩余的空间,我们可以把它像外部 SPI-FLASH 那样利用起来,存储一些程序运行时产生的需要掉电保存的数据。
说明:内部flash为NOR Flash
二.内部FLASH的构成
STM32F429为例的内部 FLASH 包含主存储器、系统存储器、OTP 区域以及选项字节区域,它们的地址分布及大小见表:
主存储器:
一般我们说 STM32 内部 FLASH 的时候,都是指这个主存储器区域,它是存储用户应用程序的空间,芯片型号说明中的 1M FLASH、2M FLASH 都是指这个区域的大小。
系统存储区:
系统存储区是用户不能访问的区域,它在芯片出厂时已经固化了启动代码,它负责实现串口、USB 以及 CAN 等 ISP 烧录功能。
OTP 区域:
OTP(One Time Program),指的是只能写入一次的存储区域,容量为 512 字节,写入后数据就无法再更改,OTP 常用于存储应用程序的加密密钥
选项字节:
选项字节用于配置 FLASH 的读写保护、电源管理中的 BOR 级别、软件/硬件看门狗等功能,这部分共 32 字节。可以通过修改 FLASH 的选项控制寄存器修改。
三.对内部 FLASH 的写入过程
1.解锁
由于内部 FLASH 空间主要存储的是应用程序,是非常关键的数据,为了防止误操作修改了这些内容,芯片复位后默认会结 FLASH 上锁,这个时候不允许设置 FLASH 的控制寄存器,并且不能对修改 FLASH 中的内容。
所以对 FLASH 写入数据前,需要先给它解锁。
2.擦除扇区
在写入新的数据前,需要先擦除存储区域,STM32 提供了扇区擦除指令和整个 FLASH 擦除 (批量擦除) 的指令,批量擦除指令仅针对主存储区。
页擦除的过程如下:
(1) 检查 FLASH_SR 寄存器中的“忙碌寄存器位 BSY”,以确认当前未执行任何 Flash 操作;
(2) 在 FLASH_CR 寄存器中,将“激活扇区擦除寄存器位 SER ”置 1,并设置“扇区编号寄存器位 SNB”,选择要擦除的扇区;
(3) 将 FLASH_CR 寄存器中的“开始擦除寄存器位 STRT ”置 1,开始擦除;
(4) 等待 BSY 位被清零时,表示擦除完成。
3.写入数据
擦除完毕后即可写入数据,写入数据的过程并不是仅仅使用指针向地址赋值,赋值前还还需要配置一系列的寄存器,步骤如下:
(1) 检查 FLASH_SR 中的 BSY 位,以确认当前未执行任何其它的内部 Flash 操作;
(2) 将 FLASH_CR 寄存器中的“激活编程寄存器位 PG”置 1;
(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;
(4) 等待 BSY 位被清零时,表示写入完成
四.读写内部flash代码示例
1.internalFlash.h
#ifndef __INTERNAL_FLASH_H
#define __INTERNAL_FLASH_H
#include "stm32f4xx.h"
/* Base address of the Flash sectors */
#define ADDR_FLASH_SECTOR_0 ((uint32_t)0x08000000) /* Base address of Sector 0, 16 Kbytes */
#define ADDR_FLASH_SECTOR_1 ((uint32_t)0x08004000) /* Base address of Sector 1, 16 Kbytes */
#define ADDR_FLASH_SECTOR_2 ((uint32_t)0x08008000) /* Base address of Sector 2, 16 Kbytes */
#define ADDR_FLASH_SECTOR_3 ((uint32_t)0x0800C000) /* Base address of Sector 3, 16 Kbytes */
#define ADDR_FLASH_SECTOR_4 ((uint32_t)0x08010000) /* Base address of Sector 4, 64 Kbytes */
#define ADDR_FLASH_SECTOR_5 ((uint32_t)0x08020000) /* Base address of Sector 5, 128 Kbytes */
#define ADDR_FLASH_SECTOR_6 ((uint32_t)0x08040000) /* Base address of Sector 6, 128 Kbytes */
#define ADDR_FLASH_SECTOR_7 ((uint32_t)0x08060000) /* Base address of Sector 7, 128 Kbytes */
int InternalFlash_Test(void);
#endif /* __INTERNAL_FLASH_H */
2.internalFlash.c
#include "internalFlash.h"
/*准备写入的测试数据*/
#define DATA_32 ((uint32_t)0x87654321)
/* Exported types ------------------------------------------------------------*/
/* Exported constants --------------------------------------------------------*/
/* 要擦除内部FLASH的起始地址 */
#define FLASH_USER_START_ADDR ADDR_FLASH_SECTOR_5
/* 要擦除内部FLASH的结束地址 */
#define FLASH_USER_END_ADDR ADDR_FLASH_SECTOR_7
static uint32_t GetSector(uint32_t Address);
/**
* @brief InternalFlash_Test,对内部FLASH进行读写测试
* @param None
* @retval None
*/
int InternalFlash_Test(void)
{
/*要擦除的起始扇区(包含)及结束扇区(不包含),如8-12,表示擦除8、9、10、11扇区*/
uint32_t FirstSector = 0;
uint32_t NbOfSectors = 0;
uint32_t SECTORError = 0;
uint32_t Address = 0;
__IO uint32_t Data32 = 0;
__IO uint32_t MemoryProgramStatus = 0;
static FLASH_EraseInitTypeDef EraseInitStruct;
/* FLASH 解锁 ********************************/
/* 使能访问FLASH控制寄存器 */
HAL_FLASH_Unlock();
FirstSector = GetSector(FLASH_USER_START_ADDR);
NbOfSectors = GetSector(FLASH_USER_END_ADDR)- FirstSector + 1;
/* 擦除用户区域 (用户区域指程序本身没有使用的空间,可以自定义)**/
/* Fill EraseInit structure*/
EraseInitStruct.TypeErase = FLASH_TYPEERASE_SECTORS;
EraseInitStruct.VoltageRange = FLASH_VOLTAGE_RANGE_3;/* 以“字”的大小进行操作 */
EraseInitStruct.Sector = FirstSector;
EraseInitStruct.NbSectors = NbOfSectors;
/* 开始擦除操作 */
if (HAL_FLASHEx_Erase(&EraseInitStruct, &SECTORError) != HAL_OK)
{
/*擦除出错,返回,实际应用中可加入处理 */
return -1;
}
/* 以“字”的大小为单位写入数据 ********************************/
Address = FLASH_USER_START_ADDR;
while (Address < FLASH_USER_END_ADDR)
{
if (HAL_FLASH_Program(FLASH_TYPEPROGRAM_WORD, Address, DATA_32) == HAL_OK)
{
Address = Address + 4;
}
else
{
/*写入出错,返回,实际应用中可加入处理 */
return -1;
}
}
/* 给FLASH上锁,防止内容被篡改*/
HAL_FLASH_Lock();
/* 从FLASH中读取出数据进行校验***************************************/
/* MemoryProgramStatus = 0: 写入的数据正确
MemoryProgramStatus != 0: 写入的数据错误,其值为错误的个数 */
Address = FLASH_USER_START_ADDR;
MemoryProgramStatus = 0;
while (Address < FLASH_USER_END_ADDR)
{
Data32 = *(__IO uint32_t*)Address;
if (Data32 != DATA_32)
{
MemoryProgramStatus++;
}
Address = Address + 4;
}
/* 数据校验不正确 */
if(MemoryProgramStatus)
{
return -1;
}
else /*数据校验正确*/
{
return 0;
}
}
/**
* @brief 根据输入的地址给出它所在的sector
* 例如:
uwStartSector = GetSector(FLASH_USER_START_ADDR);
uwEndSector = GetSector(FLASH_USER_END_ADDR);
* @param Address:地址
* @retval 地址所在的sector
*/
static uint32_t GetSector(uint32_t Address)
{
uint32_t sector = 0;
if((Address < ADDR_FLASH_SECTOR_1) && (Address >= ADDR_FLASH_SECTOR_0))
{
sector = FLASH_SECTOR_0;
}
else if((Address < ADDR_FLASH_SECTOR_2) && (Address >= ADDR_FLASH_SECTOR_1))
{
sector = FLASH_SECTOR_1;
}
else if((Address < ADDR_FLASH_SECTOR_3) && (Address >= ADDR_FLASH_SECTOR_2))
{
sector = FLASH_SECTOR_2;
}
else if((Address < ADDR_FLASH_SECTOR_4) && (Address >= ADDR_FLASH_SECTOR_3))
{
sector = FLASH_SECTOR_3;
}
else if((Address < ADDR_FLASH_SECTOR_5) && (Address >= ADDR_FLASH_SECTOR_4))
{
sector = FLASH_SECTOR_4;
}
else if((Address < ADDR_FLASH_SECTOR_6) && (Address >= ADDR_FLASH_SECTOR_5))
{
sector = FLASH_SECTOR_5;
}
else if((Address < ADDR_FLASH_SECTOR_7) && (Address >= ADDR_FLASH_SECTOR_6))
{
sector = FLASH_SECTOR_6;
}
else/*(Address < FLASH_END_ADDR) && (Address >= ADDR_FLASH_SECTOR_23))*/
{
sector = FLASH_SECTOR_7;
}
return sector;
}