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[AT32F405] 【AT-START-F405测评】 SPIFlash下载算法制作

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 楼主| 夜声 发表于 2024-5-19 21:45 | 显示全部楼层 |阅读模式
AT-START-F405, spi, pi, flash, SPIFLASH
1.前言
Flash 编程算法是一种用于擦除应用程序或将应用程序下载到 Flash 的程序代码。 MDK 本身支持的各种器件都自带下载算法，存放在 MDK 各种器件的软件包里面，但由于一些芯片容量较小，如STM32H750VB芯片或者一些其他需求需要将代码存储在flash里面时，就需要修改原有的下载算法下载至外部Flash。
2.硬件设计
开发板上使用的spiflash型号为EN25QH128A
c3cd8b914bb573f987091dab577cb334
对应电路原理图如下所示：
7041146019e6fddad92408b37c66e4e8
3.制作过程
在Keil\ARM\Flash下存在很多的下载算法，默认会存在很多的下载算法，如下所示，其中官方也提供了一个模板，我们可以根据这个模块进行更改实现我们自己的需求。
e554537935dd09b2735965e574f281b9
复制这个模板工程，打开如下：
7aed4a7bce0757009912ce57afffc73e
点击魔术棒，选择device，device中选择当前的开发板型号，AT32F405RCT7-7
e78da7f7640da50457c30ce551aa0277
在output下修改名称，即生成算法的名字
c9a69273628ce52fccafdc0691eadc0f
原有工程下的两个文件FlashPrg.c和FlashDev.c，FlashPrg.c主要是接口文件，需要自己实现，FlashDev.c则是Flash配置文件。
68cf77a2d69bb208c339dd6c1b3eaf23
接下来添加芯片的相关文件，一些配置信息，时钟，外设等内容：
dae4cbc72ad7c31cbd9a2f530783e80e
主要添加时钟，GPIO，QSPI几个文件
103767aad146b336137be3be631dd2da
接下来对接FlashPrg文件中的几个函数：
在初始化中，需要配置我们时钟，qspi使用到的引脚等相关配置：
复制
  1. int Init (unsigned long adr, unsigned long clk, unsigned long fnc) {
    


  2. 

  3.   /* Add your Code */
    

  4.   system_clock_config();
    

  5.     
    

  6.   qspi_gpio_config();
    

  7.     
    

  8.   /* switch to cmd port */
    

  9.   qspi_xip_enable(QSPI1, FALSE);
    


  10. 

  11.   /* set sclk */
    

  12.   qspi_clk_division_set(QSPI1, QSPI_CLK_DIV_4);
    


  13. 

  14.   /* set sck idle mode 0 */
    

  15.   qspi_sck_mode_set(QSPI1, QSPI_SCK_MODE_0);
    


  16. 

  17.   /* set wip in bit 0 */
    

  18.   qspi_busy_config(QSPI1, QSPI_BUSY_OFFSET_0);
    


  19. 

  20.   /* enable auto ispc */
    

  21.   qspi_auto_ispc_enable(QSPI1);
    


  22. 

  23.   /*configure xip mode*/
    

  24.   en25qh128a_qspi_xip_init();
    

  25.     
    

  26.   return (0);                                  // Finished without Errors
    

  27. }
时钟配置调用的是at32f402_405_clock.c文件中的时钟配置，gpio的初始化：
复制
  1. void qspi_gpio_config(void)
    

  2. {
    

  3.   gpio_init_type gpio_init_struct;
    


  4. 

  5.   /* enable the qspi clock */
    

  6.   crm_periph_clock_enable(CRM_QSPI1_PERIPH_CLOCK, TRUE);
    


  7. 

  8.   /* enable the pin clock */
    

  9.   crm_periph_clock_enable(CRM_GPIOB_PERIPH_CLOCK, TRUE);
    

  10.   crm_periph_clock_enable(CRM_GPIOC_PERIPH_CLOCK, TRUE);
    


  11. 

  12.   /* set default parameter */
    

  13.   gpio_default_para_init(&gpio_init_struct);
    


  14. 

  15.   /* configure the io0 gpio */
    

  16.   gpio_init_struct.gpio_drive_strength = GPIO_DRIVE_STRENGTH_STRONGER;
    

  17.   gpio_init_struct.gpio_out_type  = GPIO_OUTPUT_PUSH_PULL;
    

  18.   gpio_init_struct.gpio_mode = GPIO_MODE_MUX;
    

  19.   gpio_init_struct.gpio_pins = GPIO_PINS_9;
    

  20.   gpio_init_struct.gpio_pull = GPIO_PULL_NONE;
    

  21.   gpio_init(GPIOC, &gpio_init_struct);
    

  22.   gpio_pin_mux_config(GPIOC, GPIO_PINS_SOURCE9, GPIO_MUX_11);
    


  23. 

  24.   /* configure the io1 gpio */
    

  25.   gpio_init_struct.gpio_pins = GPIO_PINS_7;
    

  26.   gpio_init(GPIOB, &gpio_init_struct);
    

  27.   gpio_pin_mux_config(GPIOB, GPIO_PINS_SOURCE7, GPIO_MUX_11);
    


  28. 

  29.   /* configure the io2 gpio */
    

  30.   gpio_init_struct.gpio_pins = GPIO_PINS_8;
    

  31.   gpio_init(GPIOC, &gpio_init_struct);
    

  32.   gpio_pin_mux_config(GPIOC, GPIO_PINS_SOURCE8, GPIO_MUX_11);
    


  33. 

  34.   /* configure the io3 gpio */
    

  35.   gpio_init_struct.gpio_pins = GPIO_PINS_5;
    

  36.   gpio_init(GPIOC, &gpio_init_struct);
    

  37.   gpio_pin_mux_config(GPIOC, GPIO_PINS_SOURCE5, GPIO_MUX_11);
    


  38. 

  39.   /* configure the sck gpio */
    

  40.   gpio_init_struct.gpio_pins = GPIO_PINS_2;
    

  41.   gpio_init(GPIOB, &gpio_init_struct);
    

  42.   gpio_pin_mux_config(GPIOB, GPIO_PINS_SOURCE2, GPIO_MUX_11);
    


  43. 

  44.   /* configure the cs gpio */
    

  45.   gpio_init_struct.gpio_pins = GPIO_PINS_11;
    

  46.   gpio_init(GPIOC, &gpio_init_struct);
    

  47.   gpio_pin_mux_config(GPIOC, GPIO_PINS_SOURCE11, GPIO_MUX_11);
    

  48. }
qspi_xip_enable_config的实现：
复制
  1. /**
    

  2.   * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]  配置 QSPI XIP 模式使能
    

  3.   * @param  无
    

  4.   * @retval 无
    

  5.   */
    

  6. void qspi_xip_enable_config(void)
    

  7. {
    

  8.   uint32_t xc0_val = 0, xc1_val = 0, xc2_val = 0; // 用于存储寄存器值的临时变量
    

  9.   qspi_xip_type *custom_xip_config; // 定义指向 qspi_xip_type 类型的指针 custom_xip_config
    


  10. 

  11.   // 配置自定义 XIP 配置结构体的各个字段
    

  12.   custom_xip_config->read_instruction_code = 0xEB; // 设置读取指令代码为 0xEB
    

  13.   custom_xip_config->read_address_length = QSPI_XIP_ADDRLEN_3_BYTE; // 设置读取地址长度为 3 字节
    

  14.   custom_xip_config->read_operation_mode = QSPI_OPERATE_MODE_144; // 设置读取操作模式为 1-4-4 模式
    

  15.   custom_xip_config->read_second_dummy_cycle_num = 6; // 设置读取的第二个虚拟周期数为 6
    

  16.   custom_xip_config->read_select_mode = QSPI_XIPR_SEL_MODED; // 设置读取选择模式为 QSPI_XIPR_SEL_MODED
    

  17.   custom_xip_config->read_time_counter = 0xF; // 设置读取时间计数器为 0xF
    

  18.   custom_xip_config->read_data_counter = 32; // 设置读取数据计数器为 32
    


  19. 

  20.   // 配置 xip_cmd_w0 寄存器的值
    

  21.   xc0_val = (uint32_t)custom_xip_config->read_second_dummy_cycle_num; // 将第二个虚拟周期数写入 xc0_val
    

  22.   xc0_val |= (uint32_t)(custom_xip_config->read_operation_mode << 8); // 将操作模式左移 8 位后写入 xc0_val
    

  23.   xc0_val |= (uint32_t)(custom_xip_config->read_address_length << 11); // 将地址长度左移 11 位后写入 xc0_val
    

  24.   xc0_val |= (uint32_t)(custom_xip_config->read_instruction_code << 12); // 将指令代码左移 12 位后写入 xc0_val
    

  25.   QSPI1->xip_cmd_w0 = xc0_val; // 将计算得到的 xc0_val 写入 QSPI1->xip_cmd_w0 寄存器
    


  26. 

  27.   // 配置 xip_cmd_w1 寄存器的值
    

  28.   xc1_val = (uint32_t)custom_xip_config->write_second_dummy_cycle_num; // 将第二个虚拟周期数写入 xc1_val
    

  29.   xc1_val |= (uint32_t)(custom_xip_config->write_operation_mode << 8); // 将操作模式左移 8 位后写入 xc1_val
    

  30.   xc1_val |= (uint32_t)(custom_xip_config->write_address_length << 11); // 将地址长度左移 11 位后写入 xc1_val
    

  31.   xc1_val |= (uint32_t)(custom_xip_config->write_instruction_code << 12); // 将指令代码左移 12 位后写入 xc1_val
    

  32.   QSPI1->xip_cmd_w1 = xc1_val; // 将计算得到的 xc1_val 写入 QSPI1->xip_cmd_w1 寄存器
    


  33. 

  34.   // 配置 xip_cmd_w2 寄存器的值
    

  35.   xc2_val = (uint32_t)custom_xip_config->read_data_counter; // 将读取数据计数器写入 xc2_val
    

  36.   xc2_val |= (uint32_t)(custom_xip_config->read_time_counter << 8); // 将读取时间计数器左移 8 位后写入 xc2_val
    

  37.   xc2_val |= (uint32_t)(custom_xip_config->read_select_mode << 15); // 将读取选择模式左移 15 位后写入 xc2_val
    

  38.   xc2_val |= (uint32_t)(custom_xip_config->write_data_counter << 16); // 将写入数据计数器左移 16 位后写入 xc2_val
    

  39.   xc2_val |= (uint32_t)(custom_xip_config->write_time_counter << 24); // 将写入时间计数器左移 24 位后写入 xc2_val
    

  40.   xc2_val |= (uint32_t)(custom_xip_config->write_select_mode << 31); // 将写入选择模式左移 31 位后写入 xc2_val
    

  41.   QSPI1->xip_cmd_w2 = xc2_val; // 将计算得到的 xc2_val 写入 QSPI1->xip_cmd_w2 寄存器
    


  42. 

  43.   qspi_xip_enable(QSPI1, TRUE); // 启用 XIP 模式
    

  44. }


接下来UnInit的对接：
复制
  1. int UnInit (unsigned long fnc) {
    


  2. 

  3.   /* Add your Code */
    

  4.   system_clock_disable();
    

  5.   qspi_xip_enable_config();
    

  6.   return (0);                                  // Finished without Errors
    

  7. }
EraseChip函数对接：
复制
  1. int EraseChip (void) {
    


  2. 

  3.   /* Add your Code */
    

  4.     /* switch to cmd port */
    

  5.   qspi_xip_enable(QSPI1, FALSE);
    

  6.   /* qspi write enable */
    

  7.   qspi_write_enable();
    


  8. 

  9.   /* qspi chip erase */
    

  10.   qspi_chip_erase();
    


  11. 

  12.   /* qspi check busy */
    

  13.   qspi_busy_check();
    


  14. 

  15.   qspi_xip_enable_config();
    

  16.     
    

  17.     
    

  18.   return (0);                                  // Finished without Errors
    

  19. }
qspi_chip_erase函数实现：
复制
  1. /**
    

  2.   * @brief  esmt32m 芯片擦除命令
    

  3.   * @param  无
    

  4.   * @retval 无
    

  5.   */
    

  6. void qspi_chip_erase(void)
    

  7. {
    

  8.   QSPI1->cmd_w0 = 0;                           // 设置命令寄存器W0为0，无地址需要发送
    

  9.   QSPI1->cmd_w1 = 0x01000000;                  // 设置命令寄存器W1，指定一个字节的数据长度和单字节命令
    

  10.   QSPI1->cmd_w2 = 0;                           // 设置命令寄存器W2为0，无额外的数据
    

  11.   QSPI1->cmd_w3 = 0x60000002;                  // 设置命令寄存器W3，发送0x60命令（芯片擦除），并使用指令周期2
    

  12.   while((flag_status)(QSPI1->cmdsts_bit.cmdsts) == RESET); // 等待命令完成，直到命令状态位变为SET
    

  13.   QSPI1->cmdsts_bit.cmdsts = TRUE;             // 清除命令状态位，准备接受下一个命令
    

  14. }
ProgramPage的对接：

复制
  1. /**
    

  2.   * @brief  编程页面。
    

  3.   * @param  adr: 页面起始地址
    

  4.             sz:  页面大小
    

  5.             buf: 页面数据
    

  6.   * @retval 0 表示成功，1 表示失败
    

  7.   */
    

  8. int ProgramPage (unsigned long adr, unsigned long sz, unsigned char *buf)
    

  9. {
    

  10.   uint32_t i;
    

  11.   adr -= QSPI1_MEM_BASE; // 将地址转换为相对于 QSPI 基地址的偏移
    

  12.   qspi_xip_enable(QSPI1, FALSE); // 禁用 XIP 模式以进行编程操作
    

  13.   qspi_write_enable(); // 使能 QSPI 写操作
    


  14. 

  15.   // 设置 QSPI 编程命令
    

  16.   QSPI1->cmd_w0 = adr; // 设置命令寄存器W0为要编程的起始地址
    

  17.   QSPI1->cmd_w1 = 0x01000003; // 设置命令寄存器W1，指定地址和命令数据长度
    

  18.   QSPI1->cmd_w2 = sz; // 设置命令寄存器W2为要编程的数据大小
    

  19.   QSPI1->cmd_w3 = 0x32000042; // 设置命令寄存器W3，发送 0x32 命令（页编程），并使用指令周期 42
    

  20.   
    

  21.   // 写入数据到 QSPI 数据寄存器
    

  22.   for(i = 0; i < sz; ++i)
    

  23.   {
    

  24.     while((flag_status)(QSPI1->fifosts_bit.txfifordy) == RESET); // 等待发送 FIFO 准备好
    

  25.     QSPI1->dt_u8 = *buf++; // 将数据写入 QSPI 数据寄存器
    

  26.   }
    

  27.   while((flag_status)(QSPI1->cmdsts_bit.cmdsts) == RESET); // 等待命令完成
    

  28.   QSPI1->cmdsts_bit.cmdsts = TRUE; // 清除命令状态位，准备接受下一个命令
    


  29. 

  30.   qspi_busy_check(); // 检查 QSPI 是否忙碌
    


  31. 

  32.   qspi_xip_enable_config(); // 重新配置并启用 XIP 模式
    

  33.   return 0; // 返回 0 表示成功
    

  34. }
FlashDev.C函数的配置：
复制
  1. struct FlashDevice const FlashDevice  =  {
    

  2.    FLASH_DRV_VERS,             // Driver Version, do not modify!
    

  3.    "AT32F405_EN25Q128",        // Device Name 
    

  4.    EXTSPI,                     // Device Type
    

  5.    0x90000000,                 // Device Start Address
    

  6.    16*1024*1024,               // Device Size in Bytes (256kB)
    

  7.    256,                       // Programming Page Size
    

  8.    0,                          // Reserved, must be 0
    

  9.    0xFF,                       // Initial Content of Erased Memory
    

  10.    3000,                        // Program Page Timeout 100 mSec
    

  11.    3000,                       // Erase Sector Timeout 3000 mSec
    


  12. 

  13. // Specify Size and Address of Sectors
    

  14.    4096, 0x000000,         // Sector Size  8kB (8 Sectors)
    

  15.    SECTOR_END
    

  16. };
现在函数已经对接完了，编译生产算法文件，配置一下地方，模板工程中是已经配置好的
1.jpg
接下来编译工程，生产下载算法文件：
2.jpg
接下来将编译好的下载算法文件复制到Keil\ARM\Flash下，如下所示：
3.jpg

打开一个LED灯工程，在下载算法界面选择刚制作的外部flash算法：
5.jpg
点击确定后，点击下载即可。


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trucyw 发表于 2025-5-5 16:53 | 显示全部楼层
不错，改天可以测试下
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zhengshuai888 发表于 2025-5-14 21:21 来自手机 | 显示全部楼层
MCU可以从外部flash启动？
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