【连载】【星光闪电STM32F407开发板】第十三章 FLASH数据存储实验

hejecu

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                                                                        第十三章 FLASH数据存储实验

13.1 实验目的
学习STM32的IAP（在应用编程功能），可以把没有用到的片上FLASH用作数据存储。数据手册请参看第2章。
13.2 实验简介
不同型号的STM32F4，其FLASH容量也有所不同，最小的只有128K字节，最大的则达到1024K字节。星光的闪电F407开发板选择的STM32F407ZGT6的FLASH容量为 1024K字节，属于大容量产品（另外还有中容量和小容量产品），其闪存结构图如下：

图13.2.1
STM32F4 的闪存模块由：主存储器、系统存储器、 OPT区域和选项字节等4 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）。分为12个扇区，前个扇区为16KB大小，然后扇区4是64KB大小，扇区5~11 是128K大小，不同容量的STM32F4，拥有的扇区数不一样，比如我们的 STM32F407ZGT6，则拥有全部12个扇区。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。
        系统存储器，这个主要用来存放 STM32F4 的bootloader 代码，此代码是出厂的时候就固化在STM32F4里面了，专门来给主存储器下载代码的。当B0接 V3.3，B1接GND的时候，从该存储器启动（即进入串口下载模式）。
OTP区域，即一次性可编程区域，共528字节，被分成两个部分，前面 512 字节（32 字节为 1 块，分成16块），可以用来存储一些用户数据（一次性的，写完一次，永远不可以擦除！），后面16字节，用于锁定对应块。
        选项字节，用于配置读保护、BOR 级别、软件/硬件看门狗以及器件处于待机或停止模式下的复位。
        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。
        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。
编程和擦除闪存
闪存编程一次可以写入8位、16位、32位。
        闪存擦除操作可以按页面擦除或完全擦除(全擦除)。全擦除不影响信息块。
        为了确保不发生过度编程， 闪存编程和擦除控制器块是由一个固定的时钟控制的。
        写操作(编程或擦除)结束时可以触发中断。仅当闪存控制器接口时钟开启时，此中断可以用来从WFI模式退出。
闪存读取
STM32F4 可通过内部的I-Code指令总线或D-Code数据总线访问内置闪存模块，本章我们主要讲解数据读写，即通过D-Code数据总线来访问内部闪存模块。 为了准确读取Flash数据，必须根据CPU时钟(HCLK) 频率和器件电源电压在 Flash 存取控制寄存器 (FLASH_ACR)中正确地设置等待周期数 (LATENCY)。当电源电压低于 2.1V 时，必须关闭预取缓冲器。 Flash等待周期与 CPU 时钟频率之间的对应关系，如表13.2.1 所示：

表13.2.1 CPU时钟（HCLK）频率对应的FLASH等待周期表

具体寄存器内容，请参看数据手册中第2章节的内容。

13.3 电路设计
用到的硬件资源有串口，电路图前面章节介绍过，IAP编程属于片上资源，所以电路图这里略过。

13.4 软件设计
打开光盘目录下的3、程序源码->1、基础实验->下的“实验10 FLASH数据存储实验”工程，打开左侧目录树BSP下的stm32_flash.c文件，此为STM32的FLASH的读写驱动程序文件，工程目录如下图所示：

图13.4.1

打开stm32_flash.c文件，代码如下：







打开main.c，代码如下：




13.5 下载验证
用MINI USB线通过CN3的USB口连接电脑和开发板，拨动电源开关给开发板上电，D3电源指示灯点亮，连接好JLINK/ST-LINK下载调试器，打开“实验10 FLASH数据存储实验”工程代码，编译下载，打开串口调试助手，串口波特率115200，程序功能是向STM32F407ZGT6的FLASH扇区5和6，即地址0x08020000开始处写入250字节数据,然后再读出来,比较读出和写入是否一致,正确串口打印STM32 FLASH ReadWrite OK,错误串口打印STM32 FLASH ReadWrite ERROR。

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RCSN

这种擦写方式，每次如果数据不一样，就得擦除整个扇区。特别是128k的，还有寿命也就1万多次。你这样的暴力擦写方式实在不符合数据变化存储

RCSN

如果是存储相关固定得标志变量，擦写次数不多，这种暴力方式完全没意见。但是对于数据变化比较频繁的存储。建议均衡写法

RCSN

也就是说，Flash我们都知道，凡是ff的都可以进行写。那么假设需要存储10个字节，那么128k的扇区起码可以写一万三次才会擦除一次扇区。可能在效率上没有暴力写法高，但是从寿命保证上，能提高不是一个档次

RCSN

我说了那么多，你也许会问，有例子吗？那么github的easyflash了解下。或者自己写个算法

RCSN

发这种教程，所谓的百度大多都是这种教程。面对这么暴力的，实际项目可不给你这么操作。要么均衡要么搞个外部erprom

RCSN

如果你实在不想看这些。那么请参考st官方的参考AN2594.pdf这个文档