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STM32的内部Flash操作

我们在设计单片机程序的时候，部分的需求是需要有掉电不丢失的功能。我们可能会使用EEPROM这种存储设备来进行数据的存储保证数据掉电不丢失。而在实际的应用场景中，我们并没有太多的数据量需要进行存储，可能只是一些程序上的参数需要保存。这个使用使用EEPROM就显得有点大材小用，从产品的角度思考这个模块也会给整个项目增加较大的成本。

此时使用单片机内部自带的flash来进行部分数据的掉电不丢失就非常极具性价比(虽然内部flash的读写寿命要少于EEPROM)

1 内部储存空间

stm32的flash地址起始于0x0800 0000，结束地址是0x0800 0000加上芯片实际的flash大小，不同的芯片flash大小不同。

RAM起始地址是0x2000 0000，结束地址是0x2000 0000加上芯片的RAM大小。不同的芯片RAM也不同。

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。

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。

程序的写入地址从0x0800 0000开始的，其大小为0x80000也就是512K的空间，换句话说就是告诉编译器flash的空间是从0x0800 0000-0x0808 0000，RAM的地址从0x2000 0000开始，大小为0x10000也就是64K的RAM。这与STM32的内存地址映射关系是对应的。

M3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，M3将PC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。

2 内部Flash的构成

以STM32F103C8T6为例。它的Flash大小为64K x 8bit，即64k个字节的数据。

我们通常Page的方式来区分这些存储空间。在STM32的中容量和小容量的型号中，一般以1K字节作为一个扇区；在大容量的型号中，会以2K作为一个扇区的容量。

内部Flash的启始地址是0x8000 0000，那么以1K作为扇区的容量，那么第0页的范围就是0x8000 0000 ~ 0x8000 03FF(即是1024-1=1023=0x03FF)。那么STM32F103C8T6的内部Flash空间是64K的大小，所以它的最大页为。以下是部分页的范围：

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page0： 0x8000 0000 ~ 0x8000 03FF

page1： 0x8000 0400 ~ 0x8000 07FF

page2： 0x8000 0800 ~ 0x8000 0BFF

page3： 0x8000 0C00 ~ 0x8000 0FFF

page4： 0X8000 1000 ~ 0X8000 13FF

…….

page62: 0x8000 F800 ~ 0x8000 FBFF

page63: 0x8000 FC00 ~ 0x8000 FFFF

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3 Flash的读写操作

3.1 Flash写入

3.1.1解锁

为了防止误操作，在修改内存的时候需要我们对控制寄存器FLASH_CR进行解锁。解锁的方法是对FPEC键寄存器FLASH_KEYR写入解锁的秘钥。

秘钥的内容是0x4567 0123 CDEF 89AB,需要按顺序分别写入才能进行解锁。

/*Flash解锁函数*/
void Flash_unlock(void) {
if ((FLASH->CR & FLASH_CR_LOCK) != RESET) {//判断LOCK位
FLASH->KEYR = 0x45670123;
FLASH->KEYR = 0xCDEF89AB; 
/*若LOCK位不为1，则执行解锁程序，向Flash_KEYR寄存器写入解锁密钥，密钥是唯一的，
   一旦写错，就会锁死，只能复位后才能操作Flash*/
 }
}

3.1.2 擦除操作

擦除和写入操作都需要先对Flash进行解锁，毕竟Flash擦除写入是一个比较严谨的过程，操作不当可能会导致系统故障单片机卡死。

/*Flash擦除函数*/
void EraseFlash(void) 
{
    Flash_unlock();                             //解锁                        
    SET_BIT(FLASH->CR, FLASH_CR_PER);           //置位扇区擦除控制位
    WRITE_REG(FLASH->AR, 0x08007C00);           //对应扇区起始地址
    SET_BIT(FLASH->CR, FLASH_CR_STRT);          //开始扇区清除
    while ((FLASH->SR & (FLASH_SR_BSY | FLASH_SR_EOP)) != 0x20)    //等待擦除完毕
         ;
     FLASH->SR |= FLASH_SR_EOP;                 //清除标志位
     FLASH->CR = 0x80;                          //重新上锁，擦除完成
}

在程序中，擦除操作其实是以扇区为单位进行的，上方的代码中则是固定的擦除操作。其实原理就是首先将擦除控制位置位，接着讲扇区的启始地址写入ADDR寄存器（代码中是AR)，扇区的单位是以单片机型号界定。接着置位擦除开始寄存器。等待擦除完成即可。完成后需要重新上锁。

3.1.3 写入操作

写入操作建立在擦除之后，因为在写入之前需要进行擦除。

/*Flash写入函数*/
void putFlash(void) 
{
 	EraseFlash();                       
    Flash_unlock();                             //解锁
    flashPtr = (__IO uint16_t *) 0x08007C00;    //选择写入地址，只能是擦除的扇区内
    SET_BIT(FLASH->CR, FLASH_CR_PG);            //置位Flash写入控制位
     *flashPtr = Flash_Data;                    //写入数据到flashPrt地址对应空间中
     while ((FLASH->SR & (FLASH_SR_BSY | FLASH_SR_EOP)) != 0x20)  //等待写入完成
        ;
     FLASH->SR |= FLASH_SR_EOP;                 //清除标志位
     FLASH->CR = 0x80;                          //重新上锁
}

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