代码收藏家技术教程 2024-02-21

STM32 Flash模拟EEPROM实现（笔记）

一、简介
1、

主存储器用来存放我们在keil5中写的代码和数据常数（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。从图中可以看出flash的起始地址是 0X08000000，当 B0、B1 都接 GND 的时候，就是从 0X08000000开始运行代码的。

2、

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。

3、

闪存存储器接口寄存器，该部分用于控制flash读写等，是整个闪存模块的控制机构。

二、FLASH操作使用

1、FLASH和EEPROM的区别
FLASH和EEPROM的最大区别：FLASH和EEPROM的最大区别是FLASH按扇区操作，EEPROM则按字节操作，二者寻址方法不同，存储单元的结构也不同。FLASH的电路结构较简单，同样容量占芯片面积较小，成本自然比EEPROM低，因而适合用作程序存储器，EEPROM则更多的用作非易失的数据存储器。当然用FLASH做数据存储器也行，但操作比EEPROM麻烦的多，所以更“人性化”的MCU设计会集成FLASH和EEPROM两种非易失性存储器，而廉价型设计往往只有FLASH，早期可电擦写型MCU则都是EEPRM结构，现在已基本上停产了。

2、读flash
cpu读取内部flash的程序相对比较简单，直接看程序。

//功能：读取指定地址的半个字
//参数：addr表示要读的地址
//返回值：data为指定地址内的数据
u16 Read_HalfWord(u32 addr)
{
	u16 data;
	data=*(u16*)addr;//先把地址强制装换为指针，然后再用*取出该指针所指向的数据
	return data;
}

//从指定地址开始读出指定长度的数据
//ReadAddr:起始地址
//pBuffer:数据指针
//NumToWrite:半字(16位)数
void STMFLASH_ReadData(u32 Readaddr,u16 *pBuffer,u16 NumToRead)
{
	u16 i;
	for(i=0;i<NumToRead;i++)
	{
		 pBuffer[i]=Read_HalfWord(Readaddr);
		 Readaddr+=2;
	}
}

3、写flash
把数据写到flash里面相对比较复杂，但是这里面不涉及到通讯协议什么的，只用操作寄存器就行了。直接看flash的资料，根据资料里面写flash的流程来编写代码就可以了，而且有库函数可以调用，认真看一遍代码基本上没啥太难的地方。有几个注意点就是写flash必须写 16 位（不能单纯的写入 8 位数据！），然后擦除的话只能整页或者整片擦除，不能擦除半页或者当前页的某些区域。

//从指定地址开始写入指定长度的数据
//WriteAddr:起始地址(此地址必须为2的倍数!!)
//pBuffer:数据指针
//NumToWrite:半字(16位)数(就是要写入的16位数据的个数.)
#if STM32_FLASH_SIZE<256
#define STM_SECTOR_SIZE 1024 //字节
#else 
#define STM_SECTOR_SIZE	2048
#endif		 
u16 STMFLASH_BUF[STM_SECTOR_SIZE/2];//最多是2K字节


void STMFLASH_Write(u32 WriteAddr,u16 *pBuffer,u16 NumToWrite)	
{
	u32 sec_addr;//扇区地址
	u16 sec_off;//扇区内偏移地址(16位字计算)
	u16 sec_remain;//扇区内剩余地址(16位字计算)
 	u16 i;    
	u32 offaddr;   //去掉0X08000000后的地址
	if(WriteAddr<STM32_FLASH_BASE||(WriteAddr>=(STM32_FLASH_BASE+1024*STM32_FLASH_SIZE)))return;//非法地址
	FLASH_Unlock();						//解锁
	offaddr=WriteAddr-STM32_FLASH_BASE;		//实际偏移地址.
	
	sec_addr=offaddr/STM_SECTOR_SIZE;			//扇区地址  0~256 for STM32F103ZET6
	sec_off=(offaddr%STM_SECTOR_SIZE)/2;	//扇区内的偏移地址（2个字节为基本单位）
	sec_remain=STM_SECTOR_SIZE/2-sec_off; //以两个字节为基本单位的话，所以一页内有（STM_SECTOR_SIZE/2）个基本单位。
																				//一页内剩余多少个基本单位呢？直接减去一页内的偏移地址就可以了
	if(NumToWrite<=sec_remain)sec_remain=NumToWrite;//不大于该扇区范围
	while(1)
	{
		STMFLASH_ReadData(sec_addr*STM_SECTOR_SIZE+STM32_FLASH_BASE,STMFLASH_BUF,STM_SECTOR_SIZE/2);
		for(i=0;i<sec_remain;i++)
		{
			if(STMFLASH_BUF[sec_off+i]!=0xffff)break;//当检查到有地址内地数据不为0xffff,那么就跳出for循环;
		}
		if(i<sec_remain)//判断i的值是否小于该页的剩余量，如果小于，则说明要擦除整页。
		{
			FLASH_ErasePage(sec_addr*STM_SECTOR_SIZE+STM32_FLASH_BASE);//擦除这个扇区
			for(i=0;i<sec_remain;i++)
			{
				STMFLASH_BUF[i+sec_off]=pBuffer[i];
			}
			STMFLASH_Write_NoCheck(sec_addr*STM_SECTOR_SIZE+STM32_FLASH_BASE,STMFLASH_BUF,STM_SECTOR_SIZE/2);//写入整个扇区（页）
		}
		else STMFLASH_Write_NoCheck(WriteAddr,pBuffer,sec_remain);//写已经擦除了的,直接写入扇区剩余区间. 
		if(NumToWrite==sec_remain)break;//写入结束了，跳出while循环
		else//写入未结束
		{
			sec_addr++;				//扇区地址增1
			sec_off=0;				//偏移位置为0 	 
			pBuffer+=sec_remain;  	//指针偏移
			WriteAddr+=sec_remain;	//写地址偏移	   
			NumToWrite-=sec_remain;	//字节(16位)数递减
			if(NumToWrite>(STM_SECTOR_SIZE/2))sec_remain=STM_SECTOR_SIZE/2;//下一个扇区还是写不完
			else sec_remain=NumToWrite;//下一个扇区可以写完了
		}	 
	}
	FLASH_Lock();//上锁
}

//不检查的写入
//WriteAddr:起始地址
//pBuffer:数据指针
//NumToWrite:半字(16位)数   
void STMFLASH_Write_NoCheck(u32 WriteAddr,u16 *pBuffer,u16 NumToWrite)   
{
	u16 i;
	for(i=0;i<NumToWrite;i++)
	{
		FLASH_ProgramHalfWord(WriteAddr,pBuffer[i]);
		WriteAddr+=2;//地址增加2.
	}
}

三、编译
主函数里面有个需要特别注意的，当我们编译程序后，会出现下面图片中显示的这段信息。

Code：表示程序所占用 FLASH 的大小（FLASH）。
RO-data：即 Read Only-data，表示程序定义的常量，如 const 类型（FLASH）。
RW-data：即 Read Write-data，表示已被初始化的全局变量（SRAM）
ZI-data：即 Zero Init-data，表示未被初始化的全局变量(SRAM)
有了这个就可以知道你当前程序所占用的 flash 和 sram 大小了，程序的大小不是.hex 文件的大小，而是编译后的 Code 和 RO-data 之和。

需要注意Flash_Save_Addr 这个是我们要写入的数据的首地址，该地址必须为偶数，且其值要大于本代码所占用FLASH的大小+0X08000000。
我这里设置的是Flash_Save_Addr =0X08070000，而Flash_Save_Addr >(0X08000000+Code+RO-data);如果小于的话会造成程序卡死。

主函数代码如下：

//要写入到STM32 Flash的字符串数组
const u8 TEXT_Buffer[]={"stm32f103zet6 flash test"};
#define SIZE 							sizeof(TEXT_Buffer) 		//数组长度
#define Flash_Save_Addr 	0X08070000						 //设置Flash的保存地址（必须为偶数，且其值要大于本代码所占用FLASH的大小+0X08000000）

int main(void)
{
    u8 key,i=0;
	u8 datatemp[SIZE];
	
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置中断优先级分组为组2：2位抢占优先级，2位响应优先级
	LED_Init();
	delay_init();
	KEY_Init();
    uart_init(115200);
	while(1)
	{
		key= KEY_Scan(0);

		if(key==KEY1_PRES)
		{
 			printf("\r\n Start Write FLASH....\r\n");
			STMFLASH_Write(Flash_Save_Addr,(u16*)TEXT_Buffer,SIZE);
			printf("\r\nFLASH Write Finished!\r\n");//提示传送完成
		}
		if(key==KEY0_PRES)
		{
 			printf("\r\nStart Read FLASH....");
			STMFLASH_ReadData(Flash_Save_Addr,(u16*)datatemp,SIZE);
			printf("%s \r\n",datatemp);//显示读到的字符串
		}	
	}
}