STM32F407----内部Flash的读写

只看该作者 · 2023-12-27 13:35

一、STM32存储器介绍
STM32存储器分为以下两种：

1. 随机存储器—RAM
RAM是与CPU直接交换数据的内部存储器，也叫主存（内存）。
它可以随时读写，而且速度很快，通常作为操作系统或其他正在运行中的程序的临时数据存储媒介。
当电源关闭时RAM不能保留数据（掉电数据消失哦）如果需要保存数据，就必须把它们写入一个长期的存储设备中（例如硬盘）。
2. 只读存储器—ROM
ROM所存数据，一般是装入整机前事先写好的，整机工作过程中只能读出，而不像随机存储器那样能快速地、方便地加以改写。
ROM所存数据稳定，断电后所存数据也不会改变。

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二、STM32F407系列存储器介绍
按照内存，具体分类如下：

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本文使用的是STM32F407VET6芯片，keil5环境下默认的内存配置见下图：

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ROM区域是0x8000000开始，大小是512K字节。
RAM区域是0x20000000开始，大小是192K字节。

内部Flash基本知识
内部Flash就是STM32存储器的ROM区域，掉电数据不丢失，但是Flash在STM32中比较重要，程序也是保存在这个地方，所以轻易不让用户进行随意的读写，以避免不必要的问题。

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内部Flash模块构成如下：

内部Flash的擦除功能是一个扇区一个扇区的擦除。

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三、内部Flash的读取
对于内部Flash的读取操作比较简单，可以直接指针寻址读取数据。
具体代码如下：

复制

/**

 *@功能：从内部Flash读取指定字节数据

 *@参数1：ReadAddress：数据起始地址

 *@参数2：*data：      读取到的数据缓存首地址

 *@参数3：length：     读取字节个数

 */

void ReadFlashData(uint32_t ReadAddress, uint8_t *data, uint32_t length)

{

    for(uint32_t i=0;i<length;i++)

    {

        data[i]=*(uint8_t*)(ReadAddress+i); //读取数据

    }

}

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四、内部Flash的写入
内部Flash 写入数据之前需要判断以前的数据是否为0xFF，如果不是0xFF，需要擦除，才可以正确写入新的数据。

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例如：
上一次存数据为0x52，下次直接存储数据0x01。
如果不擦除，就写入数据，结果读出来就是0x51。

由于STM32F407的擦除操作，最少是扇区擦除。所以我们写入数据也要一整扇区的写入，不可以分多次对一扇区写入数据，因为下一次的写入擦除会把上一次的数据擦除。

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1. 具体操作步骤
解锁Flash写保护。
擦除Flash数据。
写入Flash数据。
重新锁定Flash写保护。

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2. HAL库函数
（1） Flash解锁和锁定函数
HAL_FLASH_Unlock(); //解锁
HAL_FLASH_Lock(); //上锁

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（2） Flash擦除函数
擦除函数
/*
功能：Flash擦除
参数1：擦除操作的配置信息
参数2：错误扇区的配置信息
*/
HAL_StatusTypeDef HAL_FLASHEx_Erase(FLASH_EraseInitTypeDef *pEraseInit, uint32_t *SectorError);

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（2） Flash擦除函数
擦除函数
/*
功能：Flash擦除
参数1：擦除操作的配置信息
参数2：错误扇区的配置信息
*/
HAL_StatusTypeDef HAL_FLASHEx_Erase(FLASH_EraseInitTypeDef *pEraseInit, uint32_t *SectorError);

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用于擦除操作的配置信息
typedef struct
{
  uint32_t TypeErase; /*擦除类型：FLASH_TYPEERASE_SECTORS 扇区擦除和 FLASH_TYPEERASE_MASSERASE 批量擦除*/

  uint32_t Banks;    /*当启用批量擦除时，选择要擦除的存储体。*/

  uint32_t Sector;    /*当启用扇区擦除时，要擦除的初始FLASH扇区 */

  uint32_t NbSectors; /*要擦除的扇区数。此参数的值必须介于1和（最大扇区数-初始扇区的值）之间*/

  uint32_t VoltageRange;/*定义擦除并行性的设备电压范围。*/

} FLASH_EraseInitTypeDef;

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（3） Flash写操作函数
/*
功能：在指定地址写入数据
参数1：写入数据类型： FLASH_TYPEPROGRAM_BYTE - 8bit，
FLASH_TYPEPROGRAM_HALFWORD - 16bit
FLASH_TYPEPROGRAM_WORD - 32bit
FLASH_TYPEPROGRAM_DOUBLEWORD - 64bit
参数2：指定要写入的地址
参数3：指定要写入的数据
*/
HAL_StatusTypeDef HAL_FLASH_Program(uint32_t TypeProgram, uint32_t Address, uint64_t Data);

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（4） Flash等待函数
//等待FLASH操作完成
HAL_StatusTypeDef FLASH_WaitForLastOperation(uint32_t Timeout);

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3. 具体程序
#define FMC_FLASH_BASE    0x08000000 // FLASH的起始地址
#define FMC_FLASH_END    0x08080000 // FLASH的结束地址

#define FLASH_WAITETIME    50000       //FLASH等待超时时间

//FLASH 扇区的起始地址
#define ADDR_FLASH_SECTOR_0    ((uint32_t)0x08000000) //扇区0起始地址, 16 Kbytes
#define ADDR_FLASH_SECTOR_1    ((uint32_t)0x08004000) //扇区1起始地址, 16 Kbytes
#define ADDR_FLASH_SECTOR_2    ((uint32_t)0x08008000) //扇区2起始地址, 16 Kbytes
#define ADDR_FLASH_SECTOR_3    ((uint32_t)0x0800C000) //扇区3起始地址, 16 Kbytes
#define ADDR_FLASH_SECTOR_4    ((uint32_t)0x08010000) //扇区4起始地址, 64 Kbytes
#define ADDR_FLASH_SECTOR_5    ((uint32_t)0x08020000) //扇区5起始地址, 128 Kbytes
#define ADDR_FLASH_SECTOR_6    ((uint32_t)0x08040000) //扇区6起始地址, 128 Kbytes
#define ADDR_FLASH_SECTOR_7    ((uint32_t)0x08060000) //扇区7起始地址, 128 Kbytes
#define ADDR_FLASH_SECTOR_8    ((uint32_t)0x08080000) //扇区8起始地址, 128 Kbytes
#define ADDR_FLASH_SECTOR_9    ((uint32_t)0x080A0000) //扇区9起始地址, 128 Kbytes
#define ADDR_FLASH_SECTOR_10 ((uint32_t)0x080C0000) //扇区10起始地址,128 Kbytes
#define ADDR_FLASH_SECTOR_11 ((uint32_t)0x080E0000) //扇区11起始地址,128 Kbytes

//读取指定地址的字(32位数据)
//faddr:读地址
//返回值:对应数据.
static uint32_t STMFLASH_ReadWord(uint32_t faddr)
{
return *(uint32_t*)faddr;
}

//获取某个地址所在的flash扇区
//addr:flash地址
//返回值:0~11,即addr所在的扇区
uint8_t STMFLASH_GetFlashSector(uint32_t addr)
{
if(addr<ADDR_FLASH_SECTOR_1)return FLASH_SECTOR_0;
else if(addr<ADDR_FLASH_SECTOR_2)return FLASH_SECTOR_1;
else if(addr<ADDR_FLASH_SECTOR_3)return FLASH_SECTOR_2;
else if(addr<ADDR_FLASH_SECTOR_4)return FLASH_SECTOR_3;
else if(addr<ADDR_FLASH_SECTOR_5)return FLASH_SECTOR_4;
else if(addr<ADDR_FLASH_SECTOR_6)return FLASH_SECTOR_5;
else if(addr<ADDR_FLASH_SECTOR_7)return FLASH_SECTOR_6;
else if(addr<ADDR_FLASH_SECTOR_8)return FLASH_SECTOR_7;
else if(addr<ADDR_FLASH_SECTOR_9)return FLASH_SECTOR_8;
else if(addr<ADDR_FLASH_SECTOR_10)return FLASH_SECTOR_9;
else if(addr<ADDR_FLASH_SECTOR_11)return FLASH_SECTOR_10;
return FLASH_SECTOR_11;
}

/**
*@功能：向内部Flash写入数据
*@参数1：WriteAddress：数据要写入的目标地址（偏移地址）
*@参数2：*data：写入的数据首地址
*@参数3：length：写入数据的个数
*/
void WriteFlashData(uint32_t WriteAddress, uint8_t *data, uint32_t length)
{
FLASH_EraseInitTypeDef FlashEraseInit;
HAL_StatusTypeDef FlashStatus=HAL_OK;
uint32_t SectorError=0;
uint32_t addrx=0;
uint32_t endaddr=0;

if( (WriteAddress < FMC_FLASH_BASE) || ( WriteAddress + length >= FMC_FLASH_END) || (length <= 0) )
return;

HAL_FLASH_Unlock();             //解锁
addrx = WriteAddress;          //写入的起始地址
endaddr = WriteAddress+length; //写入的结束地址

      while(addrx<endaddr)  //扫清一切障碍.(对非FFFFFFFF的地方,先擦除)
      {
         if(STMFLASH_ReadWord(addrx)!=0XFFFFFFFF)//有非0XFFFFFFFF的地方,要擦除这个扇区
         {
            FlashEraseInit.TypeErase=FLASH_TYPEERASE_SECTORS;    //擦除类型，扇区擦除
            FlashEraseInit.Sector=STMFLASH_GetFlashSector(addrx); //要擦除的扇区
            FlashEraseInit.NbSectors=1;                            //一次只擦除一个扇区
            FlashEraseInit.VoltageRange=FLASH_VOLTAGE_RANGE_3;    //电压范围，VCC=2.7~3.6V之间!!
            if(HAL_FLASHEx_Erase(&FlashEraseInit,&SectorError)!=HAL_OK)
            {
                  break;//发生错误了
            }
            }else addrx+=1;
            FLASH_WaitForLastOperation(FLASH_WAITETIME);             //等待上次操作完成
      }

FlashStatus=FLASH_WaitForLastOperation(FLASH_WAITETIME);          //等待上次操作完成
if(FlashStatus==HAL_OK)
{
      while(WriteAddress<endaddr)//写数据
      {
         if(HAL_FLASH_Program(FLASH_TYPEPROGRAM_BYTE,WriteAddress,*data)!=HAL_OK)//写入数据
         {
            break; //写入异常
         }
         WriteAddress+=1;
         data++;
      }
}
HAL_FLASH_Lock();          //上锁
}