代码收藏家技术教程 2022-12-29

STM32系列：使用HAL库实现内部FLASH读写

前言

在某些情况下，我们想要实现单片机中某些数据实现断电保存或，这个时候我们可以添加外部存储器，但是这样就给硬件方面添加了工作量。如果单片机内部Flash空间余量可观，我们就可以使用剩余的这部分Flash空间做一些数据的存储。本篇将介绍如何对STM32的内部Flash进行读写。

2022/5/28更新：如果单次写入数据小于1K或2K，可参考另外一篇：STM32系列(HAL库)——内部FLASH读写实验_简约版

1.软硬件准备

软件：CubeMX、Xcom（串口调试助手）

硬件：SMT32F103C8T6

2.关于STM32的Flash的一些说明

(1)STM32根据闪存（Flash）容量的大小，将Flash分为每页1K字节或每页2K字节。超过256K容量的每页为2K字节。对于本次使用的SMT32F103C8T6，其容量为64K，则内部分为每页1K字节

(2)SMT32的Flash起始地址为0X0800 0000 。本次使用的STM32F103C8T6的FLASH范围是0X08000000-0X0800FFFF。示意图如下

(3)STM32运行代码从地址0X0800 0000开始，所以我们使用的Flash空间开始地址应该往后偏移，不然就会将程序部分覆盖掉。

(4)Flash的写操作，需要擦除一整页后再重新写入，不能对特定处进行修改，写的时候可以分多次写入

(5)擦写次数较多数据的不建议使用内部Flash进行存储，手册中给的数据是擦写1W次

3.STM32配置及主要代码

CubeMX简单配置一个串口1即可，usart.c添加打印函数，即

#include "stdio.h"

/*********************************************************
*
*重定义 fputc 函数
*
*********************************************************/
int fputc(int ch,FILE *f)
{
	HAL_UART_Transmit (&huart1 ,(uint8_t *)&ch,1,HAL_MAX_DELAY );
	return ch;
}

stmflash.h

#ifndef __STMFLASH_H__
#define __STMFLASH_H__
#include "main.h"  
//=========================数据类型宏定义
#define u8 uint8_t
#define u16 uint16_t
#define u32 uint32_t
#define __IO    volatile 
typedef __IO uint16_t vu16;

//=========================用户根据自己的需要设置
#define STM32_FLASH_SIZE 	64 	 	//所选STM32的FLASH容量大小(单位为K)
    #if     STM32_FLASH_SIZE < 256      //设置扇区大小
    #define STM_SECTOR_SIZE     1024    //1K字节
    #else 
    #define STM_SECTOR_SIZE	    2048    //2K字节
    #endif	
#define STM32_FLASH_BASE    0x08000000 		//STM32 FLASH的起始地址
#define FLASH_SAVE_ADDR     STM32_FLASH_BASE+STM_SECTOR_SIZE*62	//写Flash的地址，这里从倒数第二页开始
#define STM32_FLASH_WREN 	1              	//使能FLASH写入(0，不是能;1，使能)
#define FLASH_WAITETIME  	50000          	//FLASH等待超时时间




u8 STMFLASH_GetStatus(void);				  //获得状态
u8 STMFLASH_WaitDone(u16 time);				  //等待操作结束
u8 STMFLASH_ErasePage(u32 paddr);			  //擦除页
u8 STMFLASH_WriteHalfWord(u32 faddr, u16 dat);//写入半字
u16 STMFLASH_ReadHalfWord(u32 faddr);		  //读出半字  
void STMFLASH_WriteLenByte(u32 WriteAddr,u32 DataToWrite,u16 Len);	//指定地址开始写入指定长度的数据
u32 STMFLASH_ReadLenByte(u32 ReadAddr,u16 Len);						//指定地址开始读取指定长度数据
void STMFLASH_Write(u32 WriteAddr,u16 *pBuffer,u16 NumToWrite);		//从指定地址开始写入指定长度的数据
void STMFLASH_Read(u32 ReadAddr,u16 *pBuffer,u16 NumToRead);   		//从指定地址开始读出指定长度的数据
void Flash_PageErase(uint32_t PageAddress);     //扇区擦除
						   
#endif

stmflash.c

#include "stmflash.h"

FLASH_ProcessTypeDef p_Flash; 
u16 STMFLASH_BUF[STM_SECTOR_SIZE/2];    //缓存数组

 /**********************************************************************************
  * 函数功能: 读取指定地址的半字(16位数据) 
  * 输入参数: faddr：读地址
  * 返 回 值: 对应数据
  * 说    明： 
  */
u16 STMFLASH_ReadHalfWord(u32 faddr)
{
	return *(vu16*)faddr; 
}

#if STM32_FLASH_WREN	//如果使能了写   
 /**********************************************************************************
  * 函数功能:不检查的写入
  * 输入参数: WriteAddr:起始地址、pBuffer:数据指针、NumToWrite:半字(16位)数 
  * 返 回 值: 无
  * 说    明： 
  */
void STMFLASH_Write_NoCheck(u32 WriteAddr,u16 *pBuffer,u16 NumToWrite)   
{ 			 		 
	u16 i;
	for(i=0;i<NumToWrite;i++)
	{
		HAL_FLASH_Program(FLASH_TYPEPROGRAM_HALFWORD,WriteAddr,pBuffer[i]);
	    WriteAddr+=2;//地址增加2.
	}  
} 
 /**********************************************************************************
  * 函数功能:从指定地址开始写入指定长度的数据
  * 输入参数: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.)
  * 返 回 值: 无
  * 说    明： 
  */
void STMFLASH_Write(u32 WriteAddr,u16 *pBuffer,u16 NumToWrite)	
{
	u32 secpos;	   //扇区地址
	u16 secoff;	   //扇区内偏移地址(16位字计算)
	u16 secremain; //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
	
	HAL_FLASH_Unlock();					    //解锁
	offaddr=WriteAddr-STM32_FLASH_BASE;		//实际偏移地址.
	secpos=offaddr/STM_SECTOR_SIZE;			//扇区地址  0~64 for STM32F103C8T6
	secoff=(offaddr%STM_SECTOR_SIZE)/2;		//在扇区内的偏移(2个字节为基本单位.)
	secremain=STM_SECTOR_SIZE/2-secoff;		//扇区剩余空间大小   
	if(NumToWrite<=secremain)secremain=NumToWrite;//不大于该扇区范围
	while(1) 
	{	
		STMFLASH_Read(secpos*STM_SECTOR_SIZE+STM32_FLASH_BASE,STMFLASH_BUF,STM_SECTOR_SIZE/2);//读出整个扇区的内容
		for(i=0;i<secremain;i++)	//校验数据
		{
			if(STMFLASH_BUF[secoff+i]!=0XFFFF)break;//需要擦除  	  
		}
		if(i<secremain)				//需要擦除
		{
			Flash_PageErase(secpos*STM_SECTOR_SIZE+STM32_FLASH_BASE);	//擦除这个扇区
			FLASH_WaitForLastOperation(FLASH_WAITETIME);            	//等待上次操作完成
			CLEAR_BIT(FLASH->CR, FLASH_CR_PER);							//清除CR寄存器的PER位，此操作应该在FLASH_PageErase()中完成！
																		//但是HAL库里面并没有做，应该是HAL库bug！
			for(i=0;i<secremain;i++)//复制
			{
				STMFLASH_BUF[i+secoff]=pBuffer[i];	  
			}
			STMFLASH_Write_NoCheck(secpos*STM_SECTOR_SIZE+STM32_FLASH_BASE,STMFLASH_BUF,STM_SECTOR_SIZE/2);//写入整个扇区  
		}else 
		{
			FLASH_WaitForLastOperation(FLASH_WAITETIME);       	//等待上次操作完成
			STMFLASH_Write_NoCheck(WriteAddr,pBuffer,secremain);//写已经擦除了的,直接写入扇区剩余区间. 
		}
		if(NumToWrite==secremain)break;//写入结束了
		else//写入未结束
		{
			secpos++;				//扇区地址增1
			secoff=0;				//偏移位置为0 	 
		   	pBuffer+=secremain;  	//指针偏移
			WriteAddr+=secremain*2;	//写地址偏移(16位数据地址,需要*2)	   
		   	NumToWrite-=secremain;	//字节(16位)数递减
			if(NumToWrite>(STM_SECTOR_SIZE/2))secremain=STM_SECTOR_SIZE/2;//下一个扇区还是写不完
			else secremain=NumToWrite;//下一个扇区可以写完了
		}	 
	};	
	HAL_FLASH_Lock();		//上锁
}
#endif
 /**********************************************************************************
  * 函数功能:从指定地址开始读出指定长度的数据
  * 输入参数:ReadAddr:起始地址、pBuffer:数据指针、NumToWrite:半字(16位)数
  * 返 回 值: 无
  * 说    明： 
  */
void STMFLASH_Read(u32 ReadAddr,u16 *pBuffer,u16 NumToRead)   	
{
	u16 i;
	for(i=0;i<NumToRead;i++)
	{
		pBuffer[i]=STMFLASH_ReadHalfWord(ReadAddr);//读取2个字节.
		ReadAddr+=2;//偏移2个字节.	
	}
}

 /**********************************************************************************
  * 函数功能:擦除扇区
  * 输入参数:PageAddress:擦除扇区地址
  * 返 回 值: 无
  * 说    明： 
  */
void Flash_PageErase(uint32_t PageAddress)
{
  /* Clean the error context */
  p_Flash.ErrorCode = HAL_FLASH_ERROR_NONE;

#if defined(FLASH_BANK2_END)
  if(PageAddress > FLASH_BANK1_END)
  { 
    /* Proceed to erase the page */
    SET_BIT(FLASH->CR2, FLASH_CR2_PER);
    WRITE_REG(FLASH->AR2, PageAddress);
    SET_BIT(FLASH->CR2, FLASH_CR2_STRT);
  }
  else
  {
#endif /* FLASH_BANK2_END */
    /* Proceed to erase the page */
    SET_BIT(FLASH->CR, FLASH_CR_PER);
    WRITE_REG(FLASH->AR, PageAddress);
    SET_BIT(FLASH->CR, FLASH_CR_STRT);
#if defined(FLASH_BANK2_END)

  }
#endif /* FLASH_BANK2_END */
  }

main.c

#include "stmflash.h"
#include "stdio.h"
const u8 TEXT_Buffer_1[]={"STM32 FLASH TEST_1"};//要写入到STM32 FLASH的字符串数组
const u8 TEXT_Buffer_2[]={"STM32 FLASH TEST_2"};//要写入到STM32 FLASH的字符串数组
#define SIZE sizeof(TEXT_Buffer_1)	 	//数组长度


int main(void)
{

u8 datatemp[SIZE];  //Flash读取缓存数组
u8 *p=datatemp;	    //数组指针   
  
    HAL_Init();
  
    SystemClock_Config();
  
    MX_GPIO_Init();
    MX_USART1_UART_Init();

printf("串口打印正常!\r\n");
   
STMFLASH_Write(FLASH_SAVE_ADDR,(u16*)TEXT_Buffer_1,SIZE);//第一次写读
STMFLASH_Read(FLASH_SAVE_ADDR,(u16*)datatemp,SIZE);
printf("%s\r\n",p);
HAL_Delay(50);
STMFLASH_Write(FLASH_SAVE_ADDR,(u16*)TEXT_Buffer_2,SIZE);//第二次写读    
STMFLASH_Read(FLASH_SAVE_ADDR,(u16*)datatemp,SIZE);
printf("%s\r\n",p);
 
  while (1){
  }
 
  }