STM32F412应用开发笔记之六：使用片上Flash存储参数

Posted 2020-08-26 木南创智

我们的项目中需要保存一些系统配置参数，这些数据的特点是：数量少而且不需要经常修改，但又不能定义为常量，因为每台设备可能不一样而且在以后还有修改的可能。这就需要考虑这些参数保存的问题。将这类数据存在指定的位置，需要修改时直接修改存储位置的数值，需要使用时则直接读取，会是一种方便的做法。考虑到这些数据量比较少，使用专门的存储单元既不经济，也没有必要，恰好有些MCU拥有比较大的FLASH，使用少量来存储这些参数则既方便有经济。STM32F4的Flash架构如下：

这次NUCLEO-F412ZG测试板上的STM32F412ZG拥有1M的Flash，所以我们可以试试将参数保存到其片上Flash中。其Flash的组织模式如下：

 

根据上面的Flash组织模式，我们可以根据自己的使用方便来作相应的定义。从Sector5到Sector11大小都是128K，所以我们做如下宏定义：

  #define SECTOR_SIZE           1024*128    //字节

虽然ST的库函数比较全面，但都是基本操作，为了使用方面，根据我们自己的需要对其进行再次封装。

对于读操作相对比较简单，内置闪存模块可以在通用地址空间直接寻址，就像读取变量一样。

//从指定地址开始读取多个数据

void FLASH_ReadMoreData(uint32_t startAddress,uint16_t *readData,uint16_t countToRead)

{

  uint16_t dataIndex;

  for(dataIndex=0;dataIndex<countToRead;dataIndex++)

  {

    readData[dataIndex]=FLASH_ReadHalfWord(startAddress+dataIndex*2);

  }

}

 

//读取指定地址的半字(16位数据)

uint16_t FLASH_ReadHalfWord(uint32_t address)

{

  return *(__IO uint16_t*)address;

}

 

//读取指定地址的全字(32位数据)

uint32_t FLASH_ReadWord(uint32_t address)

{

  uint32_t temp1,temp2;

  temp1=*(__IO uint16_t*)address;

  temp2=*(__IO uint16_t*)(address+2);

  return (temp2<<16)+temp1;

}

 

对于写操作相对来说要复杂得多，写操作包括对用户数据的写入和擦除。为了防止误操作还有写保护锁。但这些基本的操作ST的库函数已经为我们写好了，我们只需要调用即可。

STM32复位后，FPEC模块是被保护的，只有在写保护被解除后，我们才能操作相关寄存器。STM32闪存的编程每次必须写入16位，任何不是半字的操作都会造成错误。如下图是Flash写的过程：

 

STM32的FLASH在编程的时候，也必须要求其写入地址的FLASH是被擦除了的（也就是其值必须是0XFFFF），否则无法写入。Flash的擦除要求必须整页擦除，所以也必须整页写入，否则可能会丢失数据。如下图是Flash页擦除过程：

 

如下为Flash全擦除过程，

 根据以上图示我们便写数据写入函数如下：

//从指定地址开始写入多个数据

void FLASH_WriteMoreData(uint32_t startAddress,uint16_t *writeData,uint16_t countToWrite)

{

  if(startAddress<FLASH_BASE||((startAddress+countToWrite*2)>=(FLASH_BASE+1024*FLASH_SIZE)))

  {

    return;//非法地址

  }

  FLASH_Unlock();         //解锁写保护

  uint32_t offsetAddress=startAddress-FLASH_BASE;               //计算去掉0X08000000后的实际偏移地址

  uint32_t sectorPosition=offsetAddress/SECTOR_SIZE;            //计算扇区地址，

 

  uint32_t sectorStartAddress=sectorPosition*SECTOR_SIZE+FLASH_BASE;    //对应扇区的首地址

 

  FLASH_ErasePage(sectorStartAddress);//擦除这个扇区

 

  uint16_t dataIndex;

  for(dataIndex=0;dataIndex<countToWrite;dataIndex++)

  {

    FLASH_ProgramHalfWord(startAddress+dataIndex*2,writeData[dataIndex]);

  }

 

  FLASH_Lock();//上锁写保护

}

在擦除之前应该将页面上的数据读取出来与要写入的数据合并，待擦除后再写入，但这样数据量很大，所以考虑到是少量数据存储，所以每次都将全部数据同时写入，简化操作，也减少数据处理量。经测试以上程序写入和读出数据均正确，可以实现内部Flash的读写操作。

参考了ST的编程手册PM0081——STM32F40xxx 和 STM32F41xxx Flash编程手册。