STM32芯片片内FLASH模拟EEPROM实验

只看该作者 · 2022-5-31 18:02

STM32本身没有自带EEPROM，但是STM32具有IAP（在应用编程）功能，所以我们可以把它的FLASH当成EEPROM来使用。本章，我们将利用STM32内部的FLASH来实现第二十八章类似的效果，不过这次我们是将数据直接存放在STM32内部，而不是存放在W25Q64。本章分为如下几个部分：

39.1 STM32 FLASH简介

39.2 硬件设计

39.3 软件设计

39.4 下载验证

只看该作者 · 2022-5-31 18:07

39.1 STM32 FLASH简介
不同型号的STM32，其FLASH容量也有所不同，最小的只有16K字节，最大的则达到了1024K字节。战舰STM32开发板选择的STM32F103ZET6的FLASH容量为512K字节，属于大容量产品（另外还有中容量和小容量产品），大容量产品的闪存模块组织如图39.1.1所示：

图 39.1.1 大容量产品闪存模块组织
STM32的闪存模块由：主存储器、信息块和闪存存储器接口寄存器等3部分组成。

主存储器，该部分用来存放代码和数据常数（如const类型的数据）。对于大容量产品，其被划分为256页，每页2K字节。注意，小容量和中容量产品则每页只有1K字节。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。

信息块，该部分分为2个小部分，其中启动程序代码，是用来存储ST自带的启动程序，用于串口下载代码，当B0接V3.3，B1接GND的时候，运行的就是这部分代码。用户选择字节，则一般用于配置写保护、读保护等功能，本章不作介绍。

闪存存储器接口寄存器，该部分用于控制闪存读写等，是整个闪存模块的控制机构。

对主存储器和信息块的写入由内嵌的闪存编程/擦除控制器(FPEC)管理；编程与擦除的高电压由内部产生。

在执行闪存写操作时，任何对闪存的读操作都会锁住总线，在写操作完成后读操作才能正确地进行；既在进行写或擦除操作时，不能进行代码或数据的读取操作。

闪存的读取

内置闪存模块可以在通用地址空间直接寻址，任何32位数据的读操作都能访问闪存模块的内容并得到相应的数据。读接口在闪存端包含一个读控制器，还包含一个AHB接口与CPU衔接。这个接口的主要工作是产生读闪存的控制信号并预取CPU要求的指令块，预取指令块仅用于在I-Code总线上的取指操作，数据常量是通过D-Code总线访问的。这两条总线的访问目标是相同的闪存模块，访问D-Code将比预取指令优先级高。

这里要特别留意一个闪存等待时间，因为CPU运行速度比FLASH快得多，STM32F103的FLASH最快访问速度≤24Mhz，如果CPU频率超过这个速度，那么必须加入等待时间，比如我们一般使用72Mhz的主频，那么FLASH等待周期就必须设置为2，该设置通过FLASH_ACR寄存器设置。

例如，我们要从地址addr，读取一个半字（半字为16为，字为32位），可以通过如下的语句读取：

data=*(vu16*)addr;

将addr强制转换为vu16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。类似的，将上面的vu16该位vu8，即可读取指定地址的一个字节。相对FLASH读取来说，STM32 FLASH的写就复杂一点了，下面我们介绍STM32闪存的编程和擦除。

只看该作者 · 2022-5-31 18:08

只看该作者 · 2022-5-31 18:13

其中FPEC键寄存器总共有3个键值：

RDPRT键=0X000000A5

KEY1=0X45670123

KEY2=0XCDEF89AB

STM32复位后，FPEC模块是被保护的，不能写入FLASH_CR寄存器；通过写入特定的序列到FLASH_KEYR寄存器可以打开FPEC模块（即写入KEY1和KEY2），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（不能单纯的写入8位数据哦！），当FLASH_CR寄存器的PG位为’1’时，在一个闪存地址写入一个半字将启动一次编程；写入任何非半字的数据，FPEC都会产生总线错误。在编程过程中(BSY位为’1’)，任何读写闪存的操作都会使CPU暂停，直到此次闪存编程结束。

同样，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，在FLASH_SR寄存器的PGERR位将得到一个警告。

只看该作者 · 2022-5-31 18:14

STM23的FLASH编程过程如图39.1.2所示：

图 39.1.2 STM32闪存编程过程

从上图可以得到闪存的编程顺序如下：

只看该作者 · 2022-5-31 18:15

前面提到，我们在STM32的FLASH编程的时候，要先判断缩写地址是否被擦除了，所以，我们有必要再绍一下STM32的闪存擦除，STM32的闪存擦除分为两种：页擦除和整片擦除。

只看该作者 · 2022-5-31 18:19

本帖最后由等你下课于 2022-5-31 18:22 编辑

STM32的页擦除顺序为

只看该作者 · 2022-10-6 08:07

通过访问寄存器来控制I2C1工作时钟的开启。

只看该作者 · 2022-10-6 11:06

I2C1工作时钟源选择；I2C1模块工作时钟的开启使能。

只看该作者 · 2022-10-6 14:05

CPU借助于APB总线访问相关寄存器达到对I2C1工作模块的控制

只看该作者 · 2022-10-6 18:07

USART1可以有多个时钟源

只看该作者 · 2023-5-1 07:04

紫外光复位保护电路是不行的

只看该作者 · 2023-5-1 08:07

如果在编程时加密锁定位被使能/锁定，就无法用普通编程器直接读取单片机内的程序

只看该作者 · 2023-5-1 10:03

微探针技术都属于侵入型攻击

只看该作者 · 2023-5-1 11:06

大部分单片机都带有加密锁定位或者加密字节

只看该作者 · 2023-5-1 13:02

编程器定位插字节

只看该作者 · 2023-5-1 14:05

单片机一般都有内部程序区和数据区

只看该作者 · 2023-5-1 15:08

具存储功能的存储器芯片也能加密

只看该作者 · 2023-5-1 16:01

利用协议、加密算法或这些算法中的安全漏洞来进行攻击

只看该作者 · 2023-5-1 17:04

CPLD解密，DSP解密都习惯称为单片机解密