STM32 Flash的示例分析

這篇文章給大家分享的是有關STM32 Flash的示例分析的內容。小編覺得挺實用的，因此分享給大家做個參考，一起跟隨小編過來看看吧。

01、概述

這里的flash是指STM32F207內部集成的Flash

Flash存儲器有以下特點

• 最大1M字節(jié)的能力

• 128位，也就是16字節(jié)寬度的數(shù)據(jù)讀取

• 字節(jié)，半字，字和雙字寫入

• 扇區(qū)擦除和批量擦除

存儲器的構成

主要存儲區(qū)塊包含4個16K字節(jié)扇區(qū)，1個64K字節(jié)扇區(qū)和7個128K字節(jié)扇區(qū)。

系統(tǒng)存儲器是用于在系統(tǒng)boot模式啟動設備的。這一塊是預留給ST的。包括bootloader程序，boot程序用于通過以下接口對Flash進行編程。USART1、USART3、CAN2、USB OTG FS設備模式（DFU：設備固件升級）。boot程序由ST制造期間編寫，用于保護防止錯誤寫入和擦除操作。

512OTP(一次性編程)字節(jié)用于用戶數(shù)據(jù)。OTP區(qū)域包含16個附加的字節(jié)，用于鎖定響應的OTP數(shù)據(jù)。

選項字節(jié)，讀寫保護，BOR水平，軟件/硬件看門狗和復位當設置處于待機和停機狀態(tài)。

低功耗模式（參考參考手冊的PWR部分）

對比參考手冊的boot部分

當BOOT0為0是運行主存儲區(qū)

當BOOT0為1，BOOT1為0時運行系統(tǒng)存儲區(qū)

系統(tǒng)存儲區(qū)運行的是ST出廠的bootloader代碼，跳過過了用戶的代碼。如果在應用層代碼鎖定了JTAG管腳（將JTAG管腳用于普通GPIO），我們可以通過修改boot管腳狀態(tài)，進入系統(tǒng)存儲中，再進行debug。

02、Flash操作

2.1、讀取

內置的Flash是處于CortexM3的數(shù)據(jù)總線上的，所以可以在通用地址空間之間尋址，任何32位數(shù)據(jù)的讀操作都能訪問Flash上的數(shù)據(jù)。

data32 = *(__IO uint32_t*)Address;

將Address強制轉化為32位整型指針，然后取該指針所指向的地址的值，就得到了Address地址上的32位數(shù)據(jù)。

2.2、擦除

Flash 擦除操作可針對扇區(qū)或整個Flash（批量擦除）執(zhí)行。執(zhí)行批量擦除時，不會影響OTP扇區(qū)或配置扇區(qū)。

扇區(qū)擦除步驟

1、檢查FLASH_SR 寄存器中的BSY 位，以確認當前未執(zhí)行任何Flash 操作

2、在FLASH_CR 寄存器中將SER 位置1 并選擇要擦除的扇區(qū)(SNB)（主存儲器塊中的12個扇區(qū)之一）

3、將FLASH_CR 寄存器中的STRT 位置1

4、等待BSY 位清零

批量擦除步驟

1、檢查FLASH_SR 寄存器中的BSY 位，以確認當前未執(zhí)行任何Flash 操作

2、將FLASH_CR 寄存器中的MER 位置1

3、將FLASH_CR 寄存器中的STRT 位置1

4、等待BSY 位清零

ST提供相應的庫函數(shù)接口

FLASH_Status FLASH_EraseSector(uint32_t FLASH_Sector, uint8_tVoltageRange)
FLASH_Status FLASH_EraseAllSectors(uint8_tVoltageRange)

注意到，有個特殊的參數(shù)VoltageRange，這是因為

這里就不再翻譯了，就是在不同電壓下數(shù)據(jù)訪問的位數(shù)不同，我們是3.3V，所以是32位數(shù)據(jù)，這也就是在讀數(shù)據(jù)是為什么要讀取32位的原因。

2.3、寫入

寫入之前必須擦除，這里和NorFlash操作是相同的

復位后，F(xiàn)lash控制器寄存器（FLASH_CR）不允許寫入的，去保護Flash閃存因為電氣原因出現(xiàn)的以外操作，以下是解鎖的步驟

1、在Flash 密鑰寄存器(FLASH_KEYR) 中寫入KEY1 = 0x45670123

2、在Flash 密鑰寄存器(FLASH_KEYR) 中寫入KEY2 = 0xCDEF89AB

將FLASH_CR 寄存器中的LOCK 位置為1 后，可通過軟件再次鎖定FLASH_CR 寄存器

ST提供了庫函數(shù)

FLASH_Unlock();//解鎖FLASH_Lock();//重新上鎖

備注：

當FLASH_SR 寄存器中的BSY 位置為1 后，將不能在寫模式下訪問FLASH_CR 寄存器。BSY 位置為1 后，對該寄存器的任何寫操作嘗試都會導致AHB 總線阻塞，直到BSY位清零

這要求我們在寫入前必須判斷下FLASH_SR寄存器中的BSY位。

ST提供了對用的庫函數(shù)

FLASH_ClearFlag(FLASH_FLAG_EOP | FLASH_FLAG_OPERR | FLASH_FLAG_WRPERR| FLASH_FLAG_PGAERR | FLASH_FLAG_PGPERR|FLASH_FLAG_PGSERR);

寫入步驟

1、檢查FLASH_SR 中的BSY 位，以確認當前未執(zhí)行任何主要Flash 操作

2、將FLASH_CR 寄存器中的PG 位置1。

3、通過不同的位寬對指定地址寫入

4、等待BSY 位清零

對于寫入接口，ST提供相應的庫函數(shù)，提供了8位，16位，32位的操作，因為我們是3.3V電壓，所以使用32位寫入接口

FLASH_Status FLASH_ProgramWord(uint32_t Address, uint32_t Data)

2.4、中斷

如果對于寫入要求較高，可以使能中斷，對于寫入完成，寫入錯誤都會有響應的中斷響應。我也沒有詳細研究，參看Flash編程手冊的15.5章節(jié)

03、Flash保護

3.1概述

Flash具有讀寫保護機制，主要是用過選項地址實現(xiàn)的。還有一次性編程保護

這講述了選項字節(jié)的構成

用戶修改選項字節(jié)

To run any operation on this sector, the option lock bit (OPTLOCK) inthe Flash option control register (FLASH_OPTCR) must be cleared. Tobe allowed to clear this bit, you have to perform the followingsequence:

1. Write OPTKEY1 = 0x0819 2A3B in the Flash option key register(FLASH_OPTKEYR)

2. Write OPTKEY2 = 0x4C5D 6E7F in the Flash option key register(FLASH_OPTKEYR)

The user option bytes can be protected against unwanted erase/programoperations by setting the OPTLOCK bit by software.

這個上面講述的解鎖Flash相同，就是要寫入不能的數(shù)值

ST提供相應的庫函數(shù)

void FLASH_OB_Unlock(void)void FLASH_OB_Lock(void)

修改用戶字節(jié)的步驟

1、檢查FLASH_SR 寄存器中的BSY 位，以確認當前未執(zhí)行任何Flash 操作

2、在FLASH_OPTCR 寄存器中寫入所需的選項值

3、將FLASH_OPTCR 寄存器中的選項啟動位(OPTSTRT) 置1

4、等待BSY 位清零

3.2 讀保護

從上面概述中得知，F(xiàn)lash讀保護共分三個等級

等級0：沒有保護

將0xAA 寫入讀保護選項字節(jié)(RDP) 時，讀保護級別即設為0。此時，在所有自舉配置（Flash用戶自舉、調試或從RAM 自舉）中，均可執(zhí)行與Flash 或備份SRAM 相關的所有讀/寫操作（如果未設置寫保護）。

等級1：閃存讀保護

這是擦除選項字節(jié)后的默認讀保護級別。將任意值（分別用于設置級別0 和級別2 的0xAA和0xCC 除外）寫入RDP 選項字節(jié)時，即激活讀保護級別1。設置讀保護級別1 后：

-在連接調試功能或從RAM 進行自舉時，將不執(zhí)行任何Flash 訪問（讀取、擦除和編程）。Flash 讀請求將導致總線錯誤。而在使用Flash 用戶自舉功能或在系統(tǒng)存儲器自舉模式下操作時，則可執(zhí)行所有操作

-激活級別1 后，如果將保護選項字節(jié)(RDP) 編程為級別0，則將對Flash 和備份SRAM執(zhí)行批量擦除。因此，在取消讀保護之前，用戶代碼區(qū)域會清零。批量擦除操作僅擦除用戶代碼區(qū)域。包括寫保護在內的其它選項字節(jié)將保持與批量擦除操作前相同。OTP 區(qū)域不受批量擦除操作的影響，同樣保持不變。

只有在已激活級別1 并請求級別0 時，才會執(zhí)行批量擦除。當提高保護級別(0->1,1->2, 0->2) 時，不會執(zhí)行批量擦除。

等級2：禁止調試/芯片讀保護

注意：

在注意中寫道，如果使能了等級2的讀保護，永久禁止JTAG端口（相當于JTAG熔絲）ST也無法進行分析，說白了就是沒辦法再debug了，目前我沒有使用到這個水平的讀保護

讀保護庫函數(shù)

void FLASH_OB_RDPConfig(uint8_t OB_RDP)

查詢讀保護狀態(tài)庫函數(shù)

FlagStatus FLASH_OB_GetRDP(void)

3.3 寫保護

Flash 中的用戶扇區(qū)（0到11）具備寫保護功能，可防止因程序計數(shù)器(PC) 跑飛而發(fā)生意外的寫操作。當扇區(qū)i 中的非寫保護位(nWRPi, 0 ≤ i ≤ 11) 為低電平時，無法對扇區(qū)i 執(zhí)行擦除或編程操作。因此，如果某個扇區(qū)處于寫保護狀態(tài)，則無法執(zhí)行批量擦除。

如果嘗試對Flash 中處于寫保護狀態(tài)的區(qū)域執(zhí)行擦除/編程操作（由寫保護位保護的扇區(qū)、鎖定的OTP 區(qū)域或永遠不能執(zhí)行寫操作的Flash 區(qū)域，例如ICP），則FLASH_SR 寄存器中的寫保護錯誤標志位(WRPERR) 將置1。

寫保護庫函數(shù)

void FLASH_OB_WRPConfig(uint32_t OB_WRP, FunctionalState NewState)

查詢寫保護狀態(tài)庫函數(shù)

uint16_t FLASH_OB_GetWRP(void)

04、一次性可編程字節(jié)

沒有使用過，使用了芯片就廢了吧，沒有做過這個等級等保護，可以參看Flash編程手冊的2.7章節(jié)

05、代碼

關于讀寫保護代碼如何調用的問題，在stm32f2xx_flash.c文件中有調用說明.。

/** @defgroup FLASH_Group3 Option Bytes Programming functions
 *  @brief   Option Bytes Programming functions 
 *
@verbatim   
 ===============================================================================
                        Option Bytes Programming functions
 ===============================================================================  
 
   This group includes the following functions:
   - void FLASH_OB_Unlock(void)
   - void FLASH_OB_Lock(void)
   - void FLASH_OB_WRPConfig(uint32_t OB_WRP, FunctionalState NewState)
   - void FLASH_OB_RDPConfig(uint8_t OB_RDP)
   - void FLASH_OB_UserConfig(uint8_t OB_IWDG, uint8_t OB_STOP, uint8_t OB_STDBY)
   - void FLASH_OB_BORConfig(uint8_t OB_BOR)
   - FLASH_Status FLASH_ProgramOTP(uint32_t Address, uint32_t Data)              
   - FLASH_Status FLASH_OB_Launch(void)
   - uint32_t FLASH_OB_GetUser(void)            
   - uint8_t FLASH_OB_GetWRP(void)            
   - uint8_t FLASH_OB_GetRDP(void)              
   - uint8_t FLASH_OB_GetBOR(void)
   
   Any operation of erase or program should follow these steps:
   1. Call the FLASH_OB_Unlock() function to enable the FLASH option control register access
   2. Call one or several functions to program the desired Option Bytes:
      - void FLASH_OB_WRPConfig(uint32_t OB_WRP, FunctionalState NewState) => to Enable/Disable 
        the desired sector write protection
      - void FLASH_OB_RDPConfig(uint8_t OB_RDP) => to set the desired read Protection Level
      - void FLASH_OB_UserConfig(uint8_t OB_IWDG, uint8_t OB_STOP, uint8_t OB_STDBY) => to configure 
        the user Option Bytes.
      - void FLASH_OB_BORConfig(uint8_t OB_BOR) => to set the BOR Level
   3. Once all needed Option Bytes to be programmed are correctly written, call the
      FLASH_OB_Launch() function to launch the Option Bytes programming process.
     
     @note When changing the IWDG mode from HW to SW or from SW to HW, a system 
           reset is needed to make the change effective.
   4. Call the FLASH_OB_Lock() function to disable the FLASH option control register
      access (recommended to protect the Option Bytes against possible unwanted operations)
    
@endverbatim
  * @{
  */

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