初学stm32 --- flash模仿eeprom

发表于 2025-2-11 18:41

STM32内部FLASH简介
在STM32芯片内部有一个FLASH存储器，主要用于存储代码。

内部FLASH构成（F1）
内部FLASH主要由三部分组成：主存储器、信息块、闪存存储器接口寄存器。

主存储器：

      地址范围为0x0800 0000 ~ 0x0807 FFFF，分为256页，每页2KB（小/中容量为1K）。

      当BOOT0接地，系统将从0x0800 0000地址处开始读取代码（从主存储器启动）

信息块：

      系统存储大小为2KB，用来存储ST自带的启动程序，用来串口下载代码。

      选项字节大小为16B，一般用于设置内存的写保护、读保护

      当BOOT0接VCC，BOOT1接GND （串口下载程序），系统运行的就是这部分代码

FLASH读写过程（F1）
  对FLASH的核心操作就是读和写。

      FLASH的物理特性：只能写0，不能写1，写1靠擦除。

闪存的读取
      直接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对应的数据。

CPU运行速度比FLASH快得多，STM32F103的FLASH最快访问速度≤24MHz，CPU频率超过这个速度，得加入等待时间，否则读写FLASH可能出错，导致死机等情况。

      正确设置好等待周期后，利用指针读取数据。

      从地址addr，读取数据（字节为8位，半字为16位，字为32位）

            data = *(volatile uint8_t *)addr;  /* 读取一个字节数据 */

            data = *(volatile uint16_t *)addr;  /* 读取一个半字数据 */

            data = *(volatile uint32_t *)addr;  /* 读取一个字数据 */

      将addr强制转换为uintx_t指针，然后取该指针所指向地址的值，即可获得addr地址的数据。

      注意：在进行写或擦除操作时，不能进行代码或数据的读取操作。

闪存的写入
      闪存编程是由FPEC（闪存编程和擦除控制器）模块处理的。

      写操作有四步：解锁 à 擦除 à 写数据 à 上锁

解锁：将两个特定的解锁序列号（KEY1:0x45670123 KEY2:0xCDEF89AB）依次写入FLASH_KEYR

擦除：FLASH物理特性(只能写0，不能写1)，所以写FLASH之前需要擦除，将要写入的区域变为0xFFFF。擦除操作分为：页擦除和批量擦除

写数据：擦除完成，可以向FLASH写数据，每次只能以16位方式写入

上锁：写入数据完成，需要设置FLASH_CR[LOCK]位1，重新上锁，以防数据不小心被修改。

内部FLASH构成（F4 / F7 / H7）
内部FLASH主要由四部分组成：主存储器、系统存储器、OPT区域和选项字节。

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。

注意：对于H7来说，在Bank1内部有2KB大小的用户选项字节，不过没有映射到内存地址上，可通过FLASH相关寄存器访问。

STM32F7的FLASH访问路径有两条：AXIM和ITCM，对应不同的地址映射。

F767 单Bank的1M闪存组织结构（默认）双Bank详看《STM32F7xx参考手册》

FLASH读写过程（F4 / F7 / H7）
对FLASH的核心操作就是读和写。

FLASH的物理特性：只能写0，不能写1，写1靠擦除。

闪存的读取
      正确设置好等待周期后，利用指针读取数据。

      从地址addr，读取数据（字节为8位，半字为16位，字为32位）

            data = *(volatile uint8_t *)addr;  /* 读取一个字节数据 */

            data = *(volatile uint16_t *)addr;  /* 读取一个半字数据 */

            data = *(volatile uint32_t *)addr;  /* 读取一个字数据 */

      将addr强制转换为uintx_t指针，然后取该指针所指向地址的值，即可获得addr地址的数据。

      注意：在进行写或擦除操作时，不能进行代码或数据的读取操作。

闪存的写入
      对STM32F4/F7/H7 FLASH进行写操作或擦除，电源电压会影响数据的最大操作位数。

      最大操作位数会影响擦除和写入的速度。

      开发板使用的电压是3.3V，PSIZE设置10，即32位并行位数。擦除或者写入都以32位为单位。

      写操作有四步：解锁 à 擦除 à 写数据 à 上锁

解锁：将两个特定的解锁序列号（KEY1:0x45670123 KEY2:0xCDEF89AB）依次写入FLASH_KEYR

擦除：FLASH物理特性(只能写0，不能写1)，所以写FLASH之前需要擦除，将要写入的区域变为0xFFFF。擦除操作分为：页扇区擦除和整片擦除

写数据：擦除完成，可以向FLASH写数据，根据PSIZE设置写入数据的单位

PSZIE:00 字节、PSIZE:01 半字、PSIZE:10 字、PSIZE:11 双字

上锁：写入数据完成，需要设置FLASH_CR[LOCK]位1，重新上锁，以防数据不小心被修改。

   注意：对于STM32H7 FLASH写入的规则:写入首地址必须是32的倍数，写入数据长度必须是32字节的倍数。

FLASH接口寄存器（写入 & 擦除相关）

FLASH_CR

LOCK：指示FLASH_CR寄存器是否被锁住（1锁 0未锁）

STRT：用于开始一次擦除操作（1开始）

PSIZE：用于设置编程宽度（3.3V PSIZE为2）

SNB：用于选择要擦除的扇区编号

SER：用于选择扇区擦除操作（页擦除置1）

PG：用于选择编程操作，往FLASH写数据需置1

对于H7还有FLASH_CCR 清除与控制寄存器用于清除相关错误。

FLASH相关HAL库函数简介（F1 / F4 / F7 / H7）

FLASH相关结构体：FLASH_EraseInitTypeDef
F1：

uint32_t TypeErase      /* 擦除类型 */
uint32_t Banks /* 擦除的bank编号（整片擦除） */
uint32_t PageAddress /* 擦除页面地址 */
uint32_t NbPages /* 擦除的页面数 */
F4/F7/H7

uint32_t TypeErase
uint32_t Banks
uint32_t Sector
uint32_t NbSectors
uint32_t VoltageRange
F103ZET6 stmflash_write思路
      每个扇区(页)是2KB，也就是2048个地址，写任何一个地址前，如果该地址的值并不是0xFF，需先擦除再写入

①根据w_addr，确定No.sector号以及w_addr在该sector的偏移

②根据w_addr和length，确定写入的内容是否跨sector

③确定好要操作的sector以及sector的地址范围

④遍历要写的地址区域数据是否都是0xFF，如果都是不用擦除，否则需要先读出保存在buf后擦除

⑤把该sector要操作的数据，也写到buf，最后一次性把buf写入到这个对应的sector即可

跨扇区：需要注意偏移（扇区地址 / 扇区中的偏移 / 写入数据的偏移 / 写地址偏移 / 写入长度）

可操作的地址怎么确定？
不能影响原有已存放有用数据的FLASH区域，通过MDK编译完成提示或者map文件可得占用flash大小。

      占用FLASH大小 40588（27360 + 12868 + 360）

      占用SRAM大小 4496（360 + 4136）

Code段：表示程序代码占用FLASH的大小（FLASH）

RO-data段，即Read Only-Data，程序定义的所有常量（FLASH）

RW-data段，即Read Write-Data，已经初始化的所有静态变量，占用FLASH空间（存储初值）和RAM（读写操作）

ZI-data(Zero initialized)段：未初始化的静态变量

RO(Read Only)段：指代码Code以及只读数据RO-data的统称，占用FLASH空间
————————————————

                        版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。

原文链接：https://blog.csdn.net/gdragen_/article/details/145215823

发表于 2025-4-9 16:35

Flash存储器一旦被编程后，可以通过普通的读操作来访问存储在其中的数据

发表于 2025-4-13 21:57

在某些应用场合下，需要非易失性存储器来保存少量经常更改的数据，这时可以使用STM32的Flash存储器来模拟EEPROM

发表于 2025-4-14 09:11

通过按字节或字对Flash存储器进行擦除和编程操作，可以实现对指定地址的数据修改

发表于 2025-4-14 12:21

使用HAL库提供的函数，可以擦除整个Flash扇区或根据需要选择单个Flash页的擦除

发表于 2025-4-14 15:12

编程数据时需要注意编程顺序，以避免数据冲突和损坏

发表于 2025-4-14 18:28

#include "stm32f4xx_hal.h"

void EEPROM_WriteByte(uint32_t addr, uint8_t data)
{
HAL_FLASH_Unlock();
if (HAL_FLASH_Program(FLASH_TYPEPROGRAM_BYTE, addr, data) != HAL_OK)
{
// 编程失败处理
}
HAL_FLASH_Lock();
}

uint8_t EEPROM_ReadByte(uint32_t addr)
{
return *(uint8_t *)(addr);
}

int main(void)
{
HAL_Init();
HAL_FLASH_SetLatency(FLASH_LATENCY_5);
HAL_FLASH_Unlock();
FLASH_Erase_Sector(FLASH_SECTOR_4, FLASH_VOLTAGE_RANGE_3);
EEPROM_WriteByte(0x080C0000, 0xAA);
EEPROM_WriteByte(0x080C0001, 0x55);
uint8_t data1 = EEPROM_ReadByte(0x080C0000);
uint8_t data2 = EEPROM_ReadByte(0x080C0001);
HAL_FLASH_Lock();
while (1)
{
// 主循环
}
}

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