Main Takeaway

Following 哈工深上传到B站的电控组培训来入门robomaster电控组，我购买了普中科技玄武套餐开发板作为硬件。

本篇介绍我学习Flash的见闻

FLASH

不需配置任何东西，只需要时钟即可

RS232-----TTL

简介

一个32位地址指向1个字节，我们常说的flash空间，多少多少K，指的是多少多少K byte。

Flash 中文名字叫闪存，是一种长寿命的非易失性（断电数据不丢失）的存储器。可以对称为块的存储器单元块进行擦写和再编程，在进行写入操作之前必须先执行擦除。

STM32的FLASH地址起始于 0x08000000 ，结束地址是0x08000000加上芯片实际的FLASH大小，不同的芯片FLASH大小不同。

Tips:一般情况下，程序文件是从 0x0800 0000 地址写入，这个是STM32开始执行的地方，0x0800 0004是STM32的中断向量表的起始地址。（我们可以手动更改）

RAM起始地址是 0x20000000 ，结束地址是0x20000000加上芯片的RAM大小，不同的芯片RAM也不同。

Flash中的内容一般用来存储代码和一些定义为const的数据，断电不丢失，且不会保存调试中改变的数据；RAM可以理解为内存，用来存储代码运行时的数据，变量等等，掉电数据丢失。

STM32将外设都映射为地址，操作外设也即操作地址。

Tips:stm32的外设地址从0x4000 0000开始，可以看到在库文件中，是通过基于0x4000 0000地址的偏移量来操作寄存器以及外设的。

单片机执行流程

单片机复位后，从 0x08000004 取出复位中断的地址，并且跳转到复位中断程序，中断执行完之后会跳到我们的 main 函数， main 函数里边一般是一个死循环，进去后就不会再退出，当有中断发生的时候，单片机将指针强制跳转回中断向量表，然后根据中断源进入对应的中断函数，执行完中断函数之后，再次返回 main 函数中。

启动模式选择管脚

BOOT1 BOOT0 启动模式说明

X 0 用户闪存存储器du 用户闪存存储器被选为启动区域
0 1 系统zhi存储器系统存储器被选为启动区域
1 1 内嵌SRAM 内嵌SRAM被选为启动区域

根据选定的启动模式，主闪存存储器、系统存储器或SRAM可以按照以下方式访问：

● 从主闪存存储器启动：主闪存存储器被映射到启动空间(0x0000 0000)，但仍然能够在它原有的地址(0x0800 0000)访问它，即闪存存储器的内容可以在两个地址区域访问，0x0000 0000或0x0800 0000。

● 从系统存储器启动：系统存储器被映射到启动空间(0x0000 0000)，但仍然能够在它原有的地址(0x1FFF F000)访问它。

● 从内置SRAM启动：只能在0x2000 0000开始的地址区访问SRAM。

内部构造

按照不同容量，存储器组织成32个1K字节/页(小容量)、 128个1K字节/页(中容量)、 256个2K字节/页(大容量)的主存储器块和一个信息块。

闪存存储器被组织成32位宽的存储器单元，可以存放代码和数据常数。每一个STM32F10xxx微控制器的闪存模块都有一个特定的启始地址。

信息块分为两个部分：

系统存储器是用于存放在系统存储器自举模式下的启动程序bootloader(用户无法更改)，这个区域只保留给ST使用，启动程序使用USART1串行接口实现对闪存存储器的编程； ST在生产线上对这个区域编程并锁定以防止用户擦写
选择字节：选项字节存储芯片的配置信息及对主存储块的保护信息。用于配置 FLASH 的读写保护、电源管理中的 BOR 级别、软件/硬件看门狗等功能，这部分共 32 字节。可以通过修改 FLASH的选项控制寄存器修改。

闪存存储器有两种保护方式防止非法的访问(读、写、擦除)：

页写入保护
读出保护

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。

Tips:即在进行写或擦除操作时，不能进行代码或数据的读取操作。

进行闪存编程操作时(写或擦除)，必须打开内部的RC振荡器(HSI)。

Tips:CubeMX默认打开

闪存存储器可以用ICP或IAP方式编程。

IAP(In-Application Programming)： IAP是在用户程序运行时对闪存微控制器中存储器重新编程。
ICP(In-Circuit Programming)： ICP是在芯片安装到用户应用板上后，通过JTAG协议对闪存微控制器中存储器编程

FLASH的读/写操作

读操作

内置闪存模块可以在通用地址空间直接寻址，任何32位数据的读操作都能访问闪存模块的内容并得到相应的数据。（读操作较为简单）

uint32_t Robot_Num_Flash_Add = 0x08005000;
ID_Num = *(__IO uint16_t*)( Robot_Num_Flash_Add ); 
//*(__IO uint16_t *)是读取该地址的参数值,其值为16位数据,一次读取两个字节，*(__IO uint32_t *)就一次读4个字节
printf("ID_num:0x%x\r\n", ID_Num);

写操作

闪存编程和擦除控制器(FPEC)处理闪存的编程和擦除操作。它包括7个32位的寄存器：

FPEC键寄存器(FLASH_KEYR)
选择字节键寄存器(FLASH_OPTKEYR)闪存控制寄存器(FLASH_CR)
闪存状态寄存器(FLASH_SR)
闪存地址寄存器(FLASH_AR)
选择字节寄存器(FLASH_OBR)
写保护寄存器(FLASH_WRPR)

复位后， FPEC模块是被保护的，不能写入FLASH_CR寄存器；通过写入特定的序列到FLASH_KEYR寄存器可以打开FPEC模块，这个特定的序列是在FLASH_KEYR写入两个键值(KEY1和KEY2)；错误的操作序列都会在下次复位前锁死FPEC模块和FLASH_CR寄存器。

KEY1: 0x45670123
KEY2: 0xCDEF89AB

写入错误的键序列还会产生总线错误；总线错误发生在第一次写入的不是KEY1，或第一次写入的是KEY1但第二次写入的不是KEY2时； FPEC模块和FLASH_CR寄存器可以由程序设置FLASH_CR寄存器中的LOCK位锁住，这时可以通过在FLASH_KEYR中写入正确的键值对FPEC解锁。

闪存擦除

闪存可以按页擦除，也可以整片擦除

页擦除

闪存的任何一页都可以通过FPEC的页擦除功能擦除；擦除一页应遵守下述过程：

检查FLASH_SR寄存器的BSY位，以确认没有其他正在进行的闪存操作；
设置FLASH_CR寄存器的PER位为1 ；
用FLASH_AR寄存器选择要擦除的页；
设置FLASH_CR寄存器的STRT位为 1 ；
等待BSY位变为 0 ；
读出被擦除的页并做验证。（没必要）

整片擦除

可以用整片擦除功能擦除所有用户区的闪存，信息块不受此操作影响。建议使用下述过程：

检查FLASH_SR寄存器的BSY位，以确认没有其他正在进行的闪存操作；
设置FLASH_CR寄存器的MER位为 1 ；
设置FLASH_CR寄存器的STRT位为 1 ；
等待BSY位变为 0 ；
读出所有页并做验证。

主闪存编程

对主闪存编程每次可以写入16位。即在一个闪存地址写入一个半字将启动一次编程；写入任何非半字的数据， FPEC都会产生总线错误。

Tips:在编程过程中，任何读写闪存的操作都会使CPU暂停（即改代码），直到此次闪存编程结束。

标准的闪存编程顺序如下：

检查FLASH_SR寄存器的BSY位，以确认没有其他正在进行的编程操作；
设置FLASH_CR寄存器的PG位为 1 ；
在指定的地址写入要编程的半字；
等待BSY位变为 0 ；
读出写入的地址并验证数据。

FPEC先读出指定地址的内容并检查它是否被擦除，如未被擦除则不执行编程；如果指定的地址在FLASH_WRPR中设定为写保护，也不执行编程。

Notes:所有的编程操作结束后要锁上FLASH。

查看工程的内存分布

通过查询应用程序编译时产生的 *.map 后缀文件，打开map 文件后，查看文件最后部分的区域，可以看到一段以 Memory Map of the image 开头的记录

API

FLASH_EraseInitTypeDef; //一个结构体的名字
HAL_StatusTypeDef HAL_FLASH_Unlock(void);解锁
HAL_StatusTypeDef HAL_FLASH_Lock(void);上锁
HAL_StatusTypeDef HAL_FLASHEx_Erase(FLASH_EraseInitTypeDef *pEraseInit, uint32_t *PageError);
//Perform a mass erase or erase the specified FLASH memory pages

HAL_StatusTypeDef HAL_FLASH_Program(uint32_t TypeProgram, uint32_t Address,uint64_t Data);
//Program halfword, word or double word at a specified address

实验

FLASH读写实验

/*FLASH写入程序*/
void writeFlash(uint32_t addr, uint32_t WriteFlashData)
{
    /* 1/4解锁FLASH*/
    HAL_FLASH_Unlock();
    
    /* 2/4擦除FLASH*/
    /*初始化FLASH_EraseInitTypeDef*/
    FLASH_EraseInitTypeDef FlashSet;
    FlashSet.TypeErase = FLASH_TYPEERASE_PAGES;
    FlashSet.Banks = FLASH_BANK_1;
    FlashSet.PageAddress = addr;
    FlashSet.NbPages = 1;
    
    /*设置PageError，调用擦除函数*/
    uint32_t PageError = 0;
    HAL_FLASHEx_Erase(&FlashSet, &PageError);
    
    /* 3/4对FLASH烧写*/
    HAL_FLASH_Program(FLASH_TYPEPROGRAM_WORD, addr, WriteFlashData);
    
    /* 4/4锁住FLASH*/
    HAL_FLASH_Lock();
} 
/*FLASH读取程序*/
uint32_t readFlash(uint32_t addr)
{
    uint32_t temp = *(__IO uint32_t*)(addr);
    return temp;
}

References

哈工深电控内训

Immortal-Fates

Flash入门