【正点原子探索者STM32F407开发板】第39章 FLASH模拟EEPROM实验

zhangyang860112

​第三十九章 FLASH模拟EEPROM实验
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点击文件名下载附件 1.硬件平台：正点原子探索者STM32F407开发板2.软件平台：MDK5.13.固件库版本：V1.4.0

STM32F4本身没有自带EEPROM，但是STM32F4具有IAP（在应用编程）功能，所以我们可以把它的FLASH当成EEPROM来使用。本章，我们将利用STM32F4内部的FLASH来实现第三十章实验类似的效果，不过这次我们是将数据直接存放在STM32F4内部，而不是存放在W25Q128。本章分为如下几个部分：

39.1 STM32F4 FLASH简介

39.2 硬件设计

39.3 软件设计

39.4 下载验证

39.1 STM32F4 FLASH简介

不同型号的STM32F40xx/41xx，其FLASH容量也有所不同，最小的只有128K字节，最大的则达到了1024K字节。探索者STM32F4开发板选择的STM32F407ZGT6的FLASH容量为1024K字节，STM32F40xx/41xx的闪存模块组织如图39.1.1所示：

图39.1.1 大容量产品闪存模块组织

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4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。

闪存的读取

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39.1.1所示：

表39.1.1 CPU时钟（HCLK）频率对应的FLASH等待周期表

等待周期通过FLASH_ACR寄存器的LATENCY[2:0]三个位设置。系统复位后，CPU时钟频率为内部16M RC振荡器，LATENCY默认是0，即1个等待周期。供电电压，我们一般是3.3V，所以，在我们设置168Mhz频率作为CPU时钟之前，必须先设置LATENCY为5，否则FLASH读写可能出错，导致死机。

正常工作时（168Mhz），虽然FLASH需要6个CPU等待周期，但是由于STM32F4具有自适应实时存储器加速器(ART Accelerator)，通过指令缓存存储器，预取指令，实现相当于0 FLASH等待的运行速度。关于自适应实时存储器加速器的详细介绍，请大家参考《STM32F4xx中文参考手册》3.4.2节。

STM23F4的FLASH读取是很简单的。例如，我们要从地址addr，读取一个字（字节为8位，半字为16位，字为32位），可以通过如下的语句读取：

data=*(vu32*)addr;

将addr强制转换为vu32指针，然后取该指针所指向的地址的值，即得到了addr地址的值。类似的，将上面的vu32改为vu16，即可读取指定地址的一个半字。相对FLASH读取来说，STM32F4 FLASH的写就复杂一点了，下面我们介绍STM32F4闪存的编程和擦除。

闪存的编程和擦除

执行任何Flash编程操作（擦除或编程）时，CPU时钟频率 (HCLK)不能低于1 MHz。如果在Flash操作期间发生器件复位，无法保证Flash中的内容。

在对 STM32F4的Flash执行写入或擦除操作期间，任何读取Flash的尝试都会导致总线阻塞。只有在完成编程操作后，才能正确处理读操作。这意味着，写/擦除操作进行期间不能从Flash中执行代码或数据获取操作。

STM32F4的闪存编程由6个32位寄存器控制，他们分别是：

l  FLASH访问控制寄存器(FLASH_ACR)

l  FLASH秘钥寄存器(FLASH_KEYR)

l  FLASH选项秘钥寄存器(FLASH_OPTKEYR)

l  FLASH状态寄存器(FLASH_SR)

l  FLASH控制寄存器(FLASH_CR)

l  FLASH选项控制寄存器(FLASH_OPTCR)

STM32F4复位后，FLASH编程操作是被保护的，不能写入FLASH_CR寄存器；通过写入特定的序列（0X45670123和0XCDEF89AB）到FLASH_KEYR寄存器才可解除写保护，只有在写保护被解除后，我们才能操作相关寄存器。

FLASH_CR的解锁序列为：

1，  写0X45670123到FLASH_KEYR

2，  写0XCDEF89AB到FLASH_KEYR

通过这两个步骤，即可解锁FLASH_CR，如果写入错误，那么FLASH_CR将被锁定，直到下次复位后才可以再次解锁。

STM32F4闪存的编程位数可以通过FLASH_CR的PSIZE字段配置，PSIZE的设置必须和电源电压匹配，见表：39.1.2：

表39.1.2 编程/擦除并行位数与电压关系表

由于我们开发板用的电压是3.3V，所以PSIZE必须设置为10，即32位并行位数。擦除或者编程，都必须以32位为基础进行。

STM32F4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0XFFFFFFFF），否则无法写入。STM32F4的标准编程步骤如下：

1，检查FLASH_SR中的BSY位，确保当前未执行任何FLASH操作。

2，将FLASH_CR寄存器中的PG位置1，激活FLASH编程。

3，针对所需存储器地址（主存储器块或OTP区域内）执行数据写入操作：

—并行位数为x8时按字节写入（PSIZE=00）

—并行位数为x16时按半字写入（PSIZE=01）

—并行位数为x32时按字写入（PSIZE=02）

—并行位数为x64时按双字写入（PSIZE=03）

4，等待BSY位清零，完成一次编程。

按以上四步操作，就可以完成一次FLASH编程。不过有几点要注意：1，编程前，要确保要写如地址的FLASH已经擦除。2，要先解锁（否则不能操作FLASH_CR）。3，编程操作对OPT区域也有效，方法一模一样。

我们在STM32F4的FLASH编程的时候，要先判断缩写地址是否被擦除了，所以，我们有必要再介绍一下STM32F4的闪存擦除，STM32F4的闪存擦除分为两种：扇区擦除和整片擦除。

扇区擦除步骤如下：

1，检查FLASH_CR的LOCK是否解锁，如果没有则先解锁

2，检查FLASH_SR寄存器中的BSY 位，确保当前未执行任何FLASH操作

3，在FLASH_CR寄存器中，将SER位置1，并从主存储块的12个扇区中选择要擦除的

实验详细手册和源码下载地址：http://www.openedv.com/posts/list/41586.htm

正点原子探索者STM32F407开发板购买地址：https://item.taobao.com/item.htm?id=41855882779

  

wu1169668869

谢谢分享~
说起来这些板子都挺贵orz

nocoyou

没有这板子

zfz0122

继安富莱后。。张洋也来了啊

_ilikerome_

zfz0122 发表于 2015-3-26 00:42
继安富莱后。。张洋也来了啊

。。。。。

木木鱼

谢谢分享！

stary666

谢谢分享！

moyanming2013

学习了。。。

mark0668

学习了。。。

dzzwoaizi

厉害，我在你店里买过开发板呢1