对STM32的flash进行操作的一些关键

提到STM32的flash，咱们的榜首反应是用来装程序的，实践上，STM32的片内FLASH不只用来装程序，还用来装芯片装备、芯片ID、自举程序等等。当然， FLASH还能够用来装数据。

FLASH分类
依据用处，STM32片内的FLASH分红两部分：主存储块、信息块。 主存储块用于存储程序，咱们写的程序一般存储在这里。 信息块又分红两部分：体系存储器、选项字节。 体系存储器存储用于存放在体系存储器自举形式下的发动程序（BootLoader），当运用ISP方法加载程序时，便是由这个程序履行。这个区域由芯片厂写入BootLoader，然后锁死，用户是无法改动这个区域的。 选项字节存储芯片的装备信息及对主存储块的维护信息。
FLASH的页面
STM32的FLASH主存储块按页安排，有的产品每页1KB，有的产品每页2KB。页面典型的用处便是用于按页擦除FLASH。从这点来看，页面有点像通用FLASH的扇区。
STM32产品的分类
STM32依据FLASH主存储块容量、页面的不同，体系存储器的不同，分为小容量、中容量、大容量、互联型，共四类产品。
小容量产品主存储块1-32KB， 每页1KB。体系存储器2KB。
中容量产品主存储块64-128KB， 每页1KB。体系存储器2KB。
大容量产品主存储块256KB以上， 每页2KB。体系存储器2KB。
互联型产品主存储块256KB以上， 每页2KB。体系存储器18KB。
关于详细一个产品归于哪类，能够查数据手册，或依据以下简略的规矩进行差异：
STM32F101xx、STM32F102xx 、STM32F103xx产品，依据其主存储块容量，必定是小容量、中容量、大容量产品中的一种，STM32F105xx、STM32F107xx是互联型产品。
互联型产品与其它三类的不同之处便是BootLoader的不同，小中大容量产品的BootLoader只需2KB，只能经过USART1进行ISP，而互联型产品的BootLoader有18KB，能经过USAT1、4、CAN等多种方法进行ISP。小空量产品、中容量产品的BootLoader与大容量产品相同。

关于ISP与IAP
ISP（In System Programming）在体系编程，是指直接在方针电路板上对芯片进行编程，一般需求一个自举程序（BootLoader）来履行。ISP也有叫ICP（In Circuit Programming）、在电路编程、在线编程。 IAP（In Application Programming）在运用中编程，是指终究产品出厂后，由终究用户在运用中对用户程序部分进行编程，完结在线晋级。IAP要求将程序分红两部分：引导程序、用户程序。引导程序总是不变的。IAP也有叫在程序中编程。 ISP与IAP的差异在于，ISP一般是对芯片整片从头编程，用的是芯片厂的自举程序。而IAP仅仅更新程序的一部分，用的是电器厂开发的IAP引导程序。归纳来看，ISP遭到的约束更多，而IAP由所以自己开发的程序，替换程序的时分更简略操作。

FPEC
FPEC(FLASH Program/Erase controller 闪存编程/擦除操控器)，STM32经过FPEC来擦除和编程FLASH。FPEC运用7个寄存器来操作闪存：

FPEC键寄存器(FLASH_KEYR) 写入键值解锁。
选项字节键寄存器(FLASH_OPTKEYR) 写入键值解锁选项字节操作。
闪存操控寄存器(FLASH_CR) 挑选并发动闪存操作。
闪存状况寄存器(FLASH_SR) 查询闪存操作状况。
闪存地址寄存器(FLASH_AR) 存储闪存操作地址。
选项字节寄存器(FLASH_OBR) 选项字节中首要数据的映象。
写维护寄存器(FLASH_WRPR) 选项字节中写维护字节的映象。

键值
为了增强安全性，进行某项操作时，需要向某个方位写入特定的数值，来验证是否为安全的操作，这些数值称为键值。STM32的FLASH共有三个键值：
RDPRT键 = 0x000000A5 用于免除读维护
KEY1 = 0x45670123 用于免除闪存锁
KEY2 = 0xCDEF89AB 用于免除闪存锁
闪存锁
在FLASH_CR中，有一个LOCK位，该位为1时，不能写FLASH_CR寄存器，然后也就不能擦除和编程FLASH，这称为闪存锁。
当LOCK位为1时，闪存锁有用，只需向FLASH_KEYR顺次写入KEY1、KEY2后，LOCK位才会被硬件清零，然后免除闪存锁。当LOCK位为1时，对
FLASH_KEYR的任何过错写操作（榜首次不是KEY1，或第2次不是KEY2），都将会导致闪存锁的完全锁死，一旦闪存锁完全锁死，鄙人一次复位前，都无法解锁，只需复位后，闪存锁才康复为一般锁住状况。
复位后，LOCK位默以为1，闪存锁有用，此刻，能够进行解锁。解锁后，可进行FLASH的擦除编程作业。任何时分，都能够经过对LOCK方位1来软件加锁，软件加锁与复位加锁是相同的，都能够解锁。
主存储块的擦除
主存储块能够按页擦除，也能够整片擦除。
页擦除
主存储块的任何一页都能够经过FPEC的页擦除功用擦除。 主张运用以下过程进行页擦除：
1．查看FLASH_SR寄存器的BSY位。以承认没有其他正在进行的闪存操作。有必要等候BSY位为0，才干持续操作。
2．设置FLASH_CR寄存器的PER位为1。挑选页擦除操作。
3．设置FLASH_AR寄存器为要擦除页地点地址，挑选要擦除的页。FLASH_AR的值在哪一页范围内，就表明要擦除哪一页。
4．设置FLASH_CR寄存器的STRT位为1，发动擦除操作。
5．等候FLASH_SR寄存器的BSY位变为0，表明操作完结。
6．查询FLASH_SR寄存器的EOP位，EOP为1时，表明操作成功。
7．读出被擦除的页并做验证。擦完后一切数据位都为1。
整片擦除
整片擦除功用擦除整个主存储块，信息块不受此操作影响。 主张运用以下过程进行整片擦除：
1．查看FLASH_SR寄存器的BSY位，以承认没有其他正在进行的闪存操作。
2．设置FLASH_CR寄存器的MER位为1。挑选整片擦除操作。
3．设置FLASH_CR寄存器的STRT位为1。发动整片擦除操作。
4．等候FLASH_SR寄存器的BSY位变为0，表明操作完结。
5．查询FLASH_SR寄存器的EOP位，EOP为1时，表明操作成功。
6．读出一切页并做验证。擦完后一切数据位都为1。
主存储块的编程
对主存储块编程每次能够写入16位。当FLASH_CR寄存器的PG位为1时，在一个闪存地址写入一个半字（16位）将发动一次编程；写入任何非半字的数据，FPEC都会发生总线过错。在编程过程中(BSY位为1时)，任何读写闪存的操作都会使CPU暂停，直到此次闪存编程完毕。 主张运用如下过程对主存储块进行编：
1．查看FLASH_SR寄存器的BSY位，以承认没有其他正在进行的编程操作。
2．设置FLASH_CR寄存器的PG位为1。挑选编程操作。
3．在指定的地址写入要编程的半字。直接用指针写。
4．等候FLASH_SR寄存器的BSY位变为0，表明操作完结。
5．查询FLASH_SR寄存器的EOP位，EOP为1时，表明操作成功。
6．读出写入的地址并验证数据。
关于主存储块擦除编程操作的一些疑问
1． 为什么每次都要查看BSY位是否为0？
因为BSY位为1时，不能对任何FPEC寄存器履行写操作，所以有必要要等BSY位为0时，才干履行闪存操作。
2． 假如没有擦除就进行编程，会呈现什么成果？
STM32在履行编程操作前，会先查看要编程的地址是否被擦除，假如没有，则不进行编程，并置FLASH_SR寄存器的PGERR位为1。仅有破例的是，当要编程的数据为0X0000时，即便未擦除，也会进行编程，因为0X0000即便擦除也能够正确编程。
3． 为什么操作后要读出数据并验证？
STM32在某些特殊情况下（例如FPEC被锁住），或许根本就没有履行所要的操作，仅经过寄存器无法判别操作是否成功。所以，稳妥起见，操作后都要读出一切数据查看。
4． 等候BSY位为1的时刻以多少为适宜？
请参阅STM32固件库中的数据。
5． FLASH编程手册上说进行闪存操作（擦除或编程）时，有必要翻开内部的RC振荡器(HSI)，是不是必定要用HIS进行闪存的擦除及编程操作？
关于这点，我的了解是，进行闪存操作时，有必要要确保HIS没有被封闭，可是操作时的体系仍然能够是HSE时钟。STM32复位后，HIS默许是开的，只需你不为了低功耗去主动封闭它，则用什么时钟都能够进行闪存操作的。我所编的程序也验证了这一点。
选项字节
选项字节用于存储芯片运用者对芯片的装备信息。
现在，一切的STM32101xx、STM32102xx、STM32103xx、STM32105xx、STM32107xx产品，选项字节都是16字节。可是这16字节，每两个字节组成一个正对立，即，字节1是字节0的反码，字节3是字节2的反码，．．．，字节15是字节14的反码，所以，芯片运用者只需设置8个字节就行了，别的8个字节体系主动填充为反码。因而，有时分，也说STM32的选项字节是8个字节，可是占了16字节的空间。选项字节的8字节正码概述如下：
RDP 字节0。读维护字节，存储对主存储块的读维护设置。
USER 字节2。用户字节，装备看门狗、停机、待机。
Data0 字节4。数据字节0，由芯片运用者自在运用。
Data1 字节6。数据字节1，由芯片运用者自在运用。
WRP0 字节8。写维护字节0，存储对主存储块的写维护设置。
WRP1 字节10。写维护字节1，存储对主存储块的写维护设置。
WRP2 字节12。写维护字节2，存储对主存储块的写维护设置。
WRP3 字节14。写维护字节3，存储对主存储块的写维护设置。
选项字节写使能
在FLASH_CR中，有一个OPTWRE位，该位为0时，不答应进行选项字节操作（擦除、编程）。这称为选项字节写使能。只需该位为1时，才干进行选项字节操作。 该位不能软件置1，但能够软件清零。只需向FLASH_OPTKEYR顺次写入KEY1和KEY2后，硬件会主动对该方位1，此刻，才答应选项字节操作。这称为解锁（翻开）选项字节写使能。该位为1后，能够由软件清零，封闭写使能。复位后，该位为0。过错操作不会永久封闭写使能，只需写入正确的键序列，则又能够翻开写使能。写使能已翻开时，再次翻开，不会犯错，而且仍然是翻开的。 很明显，进行选项字节操作前，先要解开闪存锁，然后翻开选项字节写使能，之后，才干进行选项字节操作。
选项字节擦除
主张运用如下过程对选项字节进行擦除：
1．查看FLASH_SR寄存器的BSY位，以承认没有其他正在进行的闪存操作。
2．解锁FLASH_CR寄存器的OPTWRE位。即，翻开写使能。
3．设置FLASH_CR寄存器的OPTER位为1。挑选选项字节擦除操作。
4．设置FLASH_CR寄存器的STRT位为1。
5．等候FLASH_SR寄存器的BSY位变为0，表明操作完结。
6．查询FLASH_SR寄存器的EOP位，EOP为1时，表明操作成功。
7．读出选项字节并验证数据。
因为选项字节只需16字节，因而，擦除时是整个选项字节都被擦除了。
选项字节编程
主张运用如下过程对选项字节进行编程：
1．查看FLASH_SR寄存器的BSY位，以承认没有其他正在进行的编程操作。
2．解锁FLASH_CR寄存器的OPTWRE位。即，翻开写使能。
3．设置FLASH_CR寄存器的OPTPG位为1。挑选编程操作。
4．写入要编程的半字到指定的地址。发动编程操作。
5．等候FLASH_SR寄存器的BSY位变为0，表明操作完结。
6．查询FLASH_SR寄存器的EOP位，EOP为1时，表明操作成功。
7．读出写入的选项字节并验证数据。 对选项字节编程时，FPEC运用半字中的低字节并主动地计算出高字节(高字节为低字节的反码)，并开端编程操作，这将确保选项字节和它的反码始终是正确的。
主存储块的维护
能够对主存储块中的数据进行读维护、写维护。 读维护用于维护数据不被不合法读出。避免程序泄密。
写维护用于维护数据不被不合法改写，增强程序的健壮性。
读维护
主存储块发动读维护后，简略的说具有以下特性：
1．从主存储块发动的程序，能够对整个主存储块履行读操作，不答应对主存储块的前4KB进行擦除编程操作，能够对4KB之后的区域进行擦除编程操作。
2．从SRAM发动的程序，不能对主存储块进行读、页擦除、编程操作，但能够进行主存储块整片擦除操作。
3．运用调试接口不能拜访主存储块。这些特性足以阻挠主存储器数据的不合法读出，又能确保程序的正常运转。
只需当RDP选项字节的值为RDPRT键值时，读维护才被封闭，不然，读维护便是发动的。因而，擦除选项字节的操作，将发动主存储块的读维护。假如要封闭读维护，有必要将RDP选项字节编程为RDPRT键值。而且，假如编程选项字节，使RDP由非键值变为键值（即由维护变为非维护）时，STM32将会先擦除整个主存储块，再编程RDP。芯片出厂时，RDP会事前写入RDPRT键值，封闭写维护功用。
写维护
STM32主存储块能够分域进行写维护。假如企图对写维护的域进行擦除或编程操作，在闪存状况寄存器(FLASH_SR)中会回来一个写维护过错标志。STM32主存储块每个域4KB，WRP0-WRP3选项字节中的每一位对应一个域，位为0时，写维护有用。关于超越128KB的产品，WRP3．15维护了域31及之后的一切域。明显，擦除选项字节将导致免除主存储块的写维护。
选项字节与它的寄存器映象
咱们知道，FPEC有两个寄存器存储了选项字节的映象。那么，选项字节本体（在FLASH中）与映象（在寄存器中）终究有什么差异呢？
选项字节的本体仅仅个FLASH，它的效果仅仅掉电存储选项字节内容而以，真实起效果的是寄存器中的映象。即，一个装备是否有用，不是看本体，而是看映象。而映象是在复位后，用本体的值加载的，尔后，除非复位，映象将不再改动。所以，更改本体的数据后，不会当即收效，只需复位加载到映象中后，才会收效。 有一点要注意的是，当更改本体的值，使主存储块读维护变为不维护时，会先擦除整片主存储块，然后再改动本体。这是仅有一个改动本领会引发的动作。但即便这样，读维护仍然要比及复位后，加载到映象后，才会免除。
关于FLASH编程手册中文版的几处过错（不必定是，可是与我的了解不符）
1．选项字节编程一节中：
对FPEC解锁后，有必要别离写入KEY1和KEY2(见2.3.1节)到FLASH_OPTKEYR寄存器，再设置FLASH_CR寄存器的OPTWRE位为’1’，此刻能够对选项字节进行编程
实践上，对FLASH_OPTKEYR写入KEY1和KEY2后，OPTWRE位会被硬件置1，而不是用软件写1。这一点在后边的寄存器描绘中也能够得到验证。 2．对读维护的描绘中：
对读维护的数值对无法了解。正确的应该是，RDP为RDPRT键值时，免除读维护，为其它值时，读维护收效。
看了半响，本来只需几句就能够处理，当然是不考虑其他功用，仅仅简略的读写操作。
其间写操作如下：
FLASH_Unlock(); //解锁FLASH编程擦除操控器
FLASH_ClearFlag(FLASH_FLAG_BSY|FLASH_FLAG_EOP|FLASH_FLAG_PGERR|FLASH_FLAG_WRPRTERR);//铲除标志位
/*********************************************************************************
// FLASH_FLAG_BSY FLASH忙标志位
// FLASH_FLAG_EOP FLASH操作完毕标志位
// FLASH_FLAG_PGERR FLASH编写过错标志位
// FLASH_FLAG_WRPRTERR FLASH页面写维护过错标净
**********************************************************************************/
FLASH_ErasePage(FLASH_START_ADDR); //擦除指定地址页
FLASH_ProgramHalfWord(FLASH_START_ADDR+(addr+i)*2,dat); //从指定页的addr地址开端写
FLASH_ClearFlag(FLASH_FLAG_BSY|FLASH_FLAG_EOP|FLASH_FLAG_PGERR|FLASH_FLAG_WRPRTERR);//铲除标志位
FLASH_Lock(); //确定FLASH编程擦除操控器
从上面能够看出根本次序是：解锁-》铲除标志位（能够不要）-》擦除-》写半字-》清楚标志位（也能够不要）-》上锁。其间FLASH_START_ADDR是宏界说的0x8000000+2048*255,0×8000000是Flash的开端地址，2048是因为我用的是大容量芯片，依据上一笔记Flash地址能够看出芯片每页容量2K，即2048字节，255表明芯片的最终一页，这个依据不同芯片而定。之所以从后边页写起能够避免贮存数据损坏用户程序。addr*2是因为每个数据占用2字节（半字），尽管写入的是1字节数据，可是编程是2字节为单位，也便是说一个字节的数据也会占用两个字节地址。
读操作如下：
u16 value;
value = *(u16*)(FLASH_START_ADDR+(addr*2));//从指定页的addr地址开端读
我在实践的项目中发现，在对flash进行写操作时要封闭一切中止，关于这一点是否是有必要的，我没有去进一步了解和验证。