Msp430单片机内部Flash存储器的特点及功能解析
1 msp430flash型单片机内部flash存储器介绍
msp430的flash存储器是可位、字节、字寻址和编程的存储器。该模块由一个集成控制器来控制编程和擦除的操作。控制器包括三个寄存器，一个时序发生器及一个提供编程、擦除电压的电压发生器。
msp430的flash存储器的特点有：
1）产生内部编程电压
2）可位、字节、字编程，可以单个操作，也可以连续多个操作
3）超低功耗操作
4）支持段擦除和多段模块擦除
2 flash存储器的分割
msp430 flash存储器分成多个段。可对其进行单个字节、字的写入，也可以进行连续多个字、字节的写入操作，但是最小的擦除单位是段。
flash存储器被分割成两部分：主存储器和信息存储器，两者在操作上没有什么区别。两部分的区别在于段的大小和物理地址的不同。
以msp430f149为例，信息存储器有两个128字节的段，即segmenta和segmentb，主存储器有多个512字节的段。msp430f149内部flash的地址为0x1000h~0xffffh，计60k。信息段sega的起始地址为0x1080h，信息段segb的起始地址为0x1000h。
3 flash存储器的操作
在默认状态下，处于读操作模式。在读操作模式中，flash存储器不能被擦除和写入，时序发生器和电压发生被关闭，存储器操作指向rom区。
msp430 flash存储器在系统编程isp（in-system programmable）不需要额外的外部电压。cpu能够对flash直接编程。flash存储器的写入/擦除通过blkwrt、wrt、meras、erase等位确定。
3.1擦除
flash存储器各位的缺省值为1，每一位都可以单独编程为0，但只有擦除操作才能将其恢复为1。擦除操作的最小单位是段。通过erase和meras位设置可选择3种擦除模式。
meras
erase
擦除模式
0
1
段擦除
1
0
多段擦除（所有主存储器的段）
1
1
整体擦除（locka=0时，擦除所有主存储器和信息存储器的段；主存储器的段只有当locka=0时可以擦除）
擦除操作开始于对擦除的地址范围内的任意位置执行一次空写入。空写入的目的是启动时序发生器和擦除操作。在空写入操作之后，busy位自动置位，并保持到擦除周期结束。busy、meras、erase在擦除周期结束后自动复位。
3.2写入
写入模式由wrt和blkwrt位进行设置。
blkwrt（块写入模式选择）
wrt（写模式选择位）
写入模式
0
1
单字节、单字写入
1
1
块写入
所有的写入模式使用一系列特有的写入命令，采用块写入的速度大约是单个写入的2倍，因为电压发生器在块写入完成器件均能保持。对于这两种写入模式，任何能修改目的操作数的指令均能用于修改地址。一个flash字不能再擦除器件进行两次以上的写入。
当启动写入操作时，busy置位，写入结束时复位。
4操作编程
4.1 flash擦除
对flash要写入数据，必须先擦除相应的段，且对flash存储器的擦除必须是整段进行的，可以一段一段擦，也可以多段一起擦除。擦除操作的顺序如下：
1）选择适当的时钟源和分频因子；
2）清除lock位
3）判断busy位，只有当busy=0时才可以执行下一步
4）使能段操作，设置erase、meras位等（如果是擦除一段，则erase=1，如果擦除多段，则meras=1，如果擦除整个flash，则erase=1，meras=1）
5）对擦除的地址范围内的任意位置作一次空写入，以启动擦除操作
6）在擦除周期内，时钟源始终有效，不修改分频因子
7）操作完成后，置位lock
根据上述操作顺序，编写程序代码如下：
void flasherase（unsigned int adr）
{
uchar *p0;
fctl2 = fwkey + fssel_1 + fn3 + fn4;//选择时钟源，分频
fctl3 = fwkey;//清除lock
while（fctl3 & busy）;//如果出于忙，则等待
fctl1 = fwkey + erase;//使能段操作
p0 = （unsigned char *）adr;//数值强制转换成指针
*p0 = 0;//向段内任意地址写0，即空写入，启动擦除操作
fctl1 = fwkey;
fctl3 = fwkey + lock;
while（fctl3 & busy）;
}
4.2写入
对flash的写入数据可以是单字、单字节，也可以是连续多个字或字节（即块操作）。编程写入操作的顺序如下：
1）选择适当的时钟源和分频因子；
2）清除lock位
3）判断busy位，只有当busy=0时才可以执行下一步操作
4）使能写入功能，设置wrt、blkwrt（如果写入单字或单字节则wrt=1，如果是块写入，或者是多字、多字节连续写入则wrt=1，blkwrt=1）；
5）判断busy位，只有当busy=0时才可以执行下一步操作
6）写入数据
7）判忙，完了之后清除wrt，置位lock
根据上述操作顺序，编写程序代码如下：
//write single byte
//adr为要编程的地址，没有奇偶地址要求、datab为要编程的字节数据
void flashwb（unsigned char adr，unsigned char datab）
{
fctl2 = fwkey + fssel_1 + fn3 + fn4;//mclk16*fn4 + 8*fn3
fctl3 = fwkey;
fctl1 = fwkey + wrt;
while（fctl3 & busy）;
*（（unsigned int *）adr）=datab;//数值强制转换成指针，指向地址数据adr所表示的内存单元
//将数据字dataw赋值给内存单元
fctl1 = fwkey;
fctl3 = fwkey + lock;
while（fctl3 & busy）;
}
//write single word
//adr为要编程的地址，应该是偶地址、dataw为要编程的字数据
void flashww（unsigned int adr，unsigned int dataw）
{
fctl2 = fwkey + fssel_1 + fn3 + fn4;//mclk16*fn4 + 8*fn3
fctl3 = fwkey;
fctl1 = fwkey + wrt;
while（fctl3 & busy）;
*（（unsigned int *）adr）=dataw;//数值强制转换成指针，指向地址数据adr所表示的内存单元
//将数据字dataw赋值给内存单元
fctl1 = fwkey;
fctl3 = fwkey + lock;
while（fctl3 & busy）;
}
/*************************************************
//向flash信息区写入指定数量的字节数据
//unsigned char *pc_byte信息区数据指针
//unsigned char *datain ：读出数据存放数据数组，8位长
//unsigned char count ：读操的数量，范围0-127
**************************************************/
void flashwrite（uchar *pc_byte，uchar *datain，uint count）
{
fctl2 = fwkey + fssel_1 + fn3 + fn4;//mclk16*fn4 + 8*fn3
fctl3 = fwkey;
fctl1 = fwkey + wrt;
while（fctl3 & busy）;//如果处于忙状态，则等待
while（count--）
{
while（fctl3 & busy）;
*pc_byte++ = *datain++;
}
fctl1 = fwkey;
fctl3 = fwkey + lock;
while（fctl3 & busy）;
}
注意：在对字写入和字节写入的时候，用于指向信息区数据指针类型的区别，字写入时候为*（（unsigned int *）adr），字节写入时候为*（（unsigned char *）adr）。
4.3读取
根据查看的书籍资料和网络资料得出，内部flash的读取操作没有顺序的要求，一般flash默认的操作方式即为读模式。读取flash的程序代码如下：
/*************************************************
//向flash信息区读出指定数量的字节数据
//unsigned char *pc_byte信息区数据指针
//unsigned char *dataout ：读出数据存放数据数组，8位长
//unsigned char count ：读操的数量，范围0-127
**************************************************/
void flashread（uchar *pc_byte，uchar *dataout，uint count）
{
while（count--）
{
*dataout = *pc_byte;
dataout++;
pc_byte++;
}
}
在网上查找资料的时候，好像看到过有位网友的博客说，内部flash的地址是自动加1的，按照他的理解，函数中pc_byte++语句就没有用处了，可是事实不然，我在调试过程中，发现并不能自动加1，pc_byte++语句还是有必要的。调用上述函数，可以通过这样的方式flashread（（uchar *）0x1000，a，4）；即从0x1080地址处开始，连续读取4个字节的数据，送给数组a。
5小结
对msp430片内flash的操作是通过对3个控制字中的相应位来完成的，只有控制位的正确组合，才能实现相应的功能。
同时在编程中注意灵活使用数组和指针，以及指向数组的指针等，可以达到灵活编程的目的，不过本文中给出的几个程序段，基本上能够实现对msp430 flash的擦除、写入等操作。
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msp430的flash存储器是可位、字节、字寻址和编程的存储器。该模块由一个集成控制器来控制编程和擦除的操作。控制器包括三个寄存器，一个时序发生器及一个提供编程、擦除电压的电压发生器。
msp430的flash存储器的特点有：
1）产生内部编程电压
2）可位、字节、字编程，可以单个操作，也可以连续多个操作
3）超低功耗操作
4）支持段擦除和多段模块擦除
2 flash存储器的分割
msp430 flash存储器分成多个段。可对其进行单个字节、字的写入，也可以进行连续多个字、字节的写入操作，但是最小的擦除单位是段。
flash存储器被分割成两部分：主存储器和信息存储器，两者在操作上没有什么区别。两部分的区别在于段的大小和物理地址的不同。
以msp430f149为例，信息存储器有两个128字节的段，即segmenta和segmentb，主存储器有多个512字节的段。msp430f149内部flash的地址为0x1000h~0xffffh，计60k。信息段sega的起始地址为0x1080h，信息段segb的起始地址为0x1000h。
3 flash存储器的操作
在默认状态下，处于读操作模式。在读操作模式中，flash存储器不能被擦除和写入，时序发生器和电压发生被关闭，存储器操作指向rom区。
msp430 flash存储器在系统编程isp（in-system programmable）不需要额外的外部电压。cpu能够对flash直接编程。flash存储器的写入/擦除通过blkwrt、wrt、meras、erase等位确定。
3.1擦除
flash存储器各位的缺省值为1，每一位都可以单独编程为0，但只有擦除操作才能将其恢复为1。擦除操作的最小单位是段。通过erase和meras位设置可选择3种擦除模式。
meras
erase
擦除模式
0
1
段擦除
1
0
多段擦除（所有主存储器的段）
1
1
整体擦除（locka=0时，擦除所有主存储器和信息存储器的段；主存储器的段只有当locka=0时可以擦除）
擦除操作开始于对擦除的地址范围内的任意位置执行一次空写入。空写入的目的是启动时序发生器和擦除操作。在空写入操作之后，busy位自动置位，并保持到擦除周期结束。busy、meras、erase在擦除周期结束后自动复位。
3.2写入
写入模式由wrt和blkwrt位进行设置。
blkwrt（块写入模式选择）
wrt（写模式选择位）
写入模式
0
1
单字节、单字写入
1
1
块写入
所有的写入模式使用一系列特有的写入命令，采用块写入的速度大约是单个写入的2倍，因为电压发生器在块写入完成器件均能保持。对于这两种写入模式，任何能修改目的操作数的指令均能用于修改地址。一个flash字不能再擦除器件进行两次以上的写入。
当启动写入操作时，busy置位，写入结束时复位。
4操作编程
4.1 flash擦除
对flash要写入数据，必须先擦除相应的段，且对flash存储器的擦除必须是整段进行的，可以一段一段擦，也可以多段一起擦除。擦除操作的顺序如下：
1）选择适当的时钟源和分频因子；
2）清除lock位
3）判断busy位，只有当busy=0时才可以执行下一步
4）使能段操作，设置erase、meras位等（如果是擦除一段，则erase=1，如果擦除多段，则meras=1，如果擦除整个flash，则erase=1，meras=1）
5）对擦除的地址范围内的任意位置作一次空写入，以启动擦除操作
6）在擦除周期内，时钟源始终有效，不修改分频因子
7）操作完成后，置位lock
根据上述操作顺序，编写程序代码如下：
void flasherase（unsigned int adr）
{
uchar *p0;
fctl2 = fwkey + fssel_1 + fn3 + fn4;//选择时钟源，分频
fctl3 = fwkey;//清除lock
while（fctl3 & busy）;//如果出于忙，则等待
fctl1 = fwkey + erase;//使能段操作
p0 = （unsigned char *）adr;//数值强制转换成指针
*p0 = 0;//向段内任意地址写0，即空写入，启动擦除操作
fctl1 = fwkey;
fctl3 = fwkey + lock;
while（fctl3 & busy）;
}
4.2写入
对flash的写入数据可以是单字、单字节，也可以是连续多个字或字节（即块操作）。编程写入操作的顺序如下：
1）选择适当的时钟源和分频因子；
2）清除lock位
3）判断busy位，只有当busy=0时才可以执行下一步操作
4）使能写入功能，设置wrt、blkwrt（如果写入单字或单字节则wrt=1，如果是块写入，或者是多字、多字节连续写入则wrt=1，blkwrt=1）；
5）判断busy位，只有当busy=0时才可以执行下一步操作
6）写入数据
7）判忙，完了之后清除wrt，置位lock
根据上述操作顺序，编写程序代码如下：
//write single byte
//adr为要编程的地址，没有奇偶地址要求、datab为要编程的字节数据
void flashwb（unsigned char adr，unsigned char datab）
{
fctl2 = fwkey + fssel_1 + fn3 + fn4;//mclk16*fn4 + 8*fn3
fctl3 = fwkey;
fctl1 = fwkey + wrt;
while（fctl3 & busy）;
*（（unsigned int *）adr）=datab;//数值强制转换成指针，指向地址数据adr所表示的内存单元
//将数据字dataw赋值给内存单元
fctl1 = fwkey;
fctl3 = fwkey + lock;
while（fctl3 & busy）;
}
//write single word
//adr为要编程的地址，应该是偶地址、dataw为要编程的字数据
void flashww（unsigned int adr，unsigned int dataw）
{
fctl2 = fwkey + fssel_1 + fn3 + fn4;//mclk16*fn4 + 8*fn3
fctl3 = fwkey;
fctl1 = fwkey + wrt;
while（fctl3 & busy）;
*（（unsigned int *）adr）=dataw;//数值强制转换成指针，指向地址数据adr所表示的内存单元
//将数据字dataw赋值给内存单元
fctl1 = fwkey;
fctl3 = fwkey + lock;
while（fctl3 & busy）;
}
/*************************************************
//向flash信息区写入指定数量的字节数据
//unsigned char *pc_byte信息区数据指针
//unsigned char *datain ：读出数据存放数据数组，8位长
//unsigned char count ：读操的数量，范围0-127
**************************************************/
void flashwrite（uchar *pc_byte，uchar *datain，uint count）
{
fctl2 = fwkey + fssel_1 + fn3 + fn4;//mclk16*fn4 + 8*fn3
fctl3 = fwkey;
fctl1 = fwkey + wrt;
while（fctl3 & busy）;//如果处于忙状态，则等待
while（count--）
{
while（fctl3 & busy）;
*pc_byte++ = *datain++;
}
fctl1 = fwkey;
fctl3 = fwkey + lock;
while（fctl3 & busy）;
}
注意：在对字写入和字节写入的时候，用于指向信息区数据指针类型的区别，字写入时候为*（（unsigned int *）adr），字节写入时候为*（（unsigned char *）adr）。
4.3读取
根据查看的书籍资料和网络资料得出，内部flash的读取操作没有顺序的要求，一般flash默认的操作方式即为读模式。读取flash的程序代码如下：
/*************************************************
//向flash信息区读出指定数量的字节数据
//unsigned char *pc_byte信息区数据指针
//unsigned char *dataout ：读出数据存放数据数组，8位长
//unsigned char count ：读操的数量，范围0-127
**************************************************/
void flashread（uchar *pc_byte，uchar *dataout，uint count）
{
while（count--）
{
*dataout = *pc_byte;
dataout++;
pc_byte++;
}
}
在网上查找资料的时候，好像看到过有位网友的博客说，内部flash的地址是自动加1的，按照他的理解，函数中pc_byte++语句就没有用处了，可是事实不然，我在调试过程中，发现并不能自动加1，pc_byte++语句还是有必要的。调用上述函数，可以通过这样的方式flashread（（uchar *）0x1000，a，4）；即从0x1080地址处开始，连续读取4个字节的数据，送给数组a。
5小结
对msp430片内flash的操作是通过对3个控制字中的相应位来完成的，只有控制位的正确组合，才能实现相应的功能。
同时在编程中注意灵活使用数组和指针，以及指向数组的指针等，可以达到灵活编程的目的，不过本文中给出的几个程序段，基本上能够实现对msp430 flash的擦除、写入等操作。
关于人工智能在太空探索方面的五个应用
VR需要减重！Kopin进军微型OLED市场
AI芯片独角兽异军突起 寒武纪即将迎来大爆发
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5G将助力南方电网向智能电网发展
Msp430单片机内部Flash存储器的特点及功能解析
精益生产和数字化是如何相互成就的？
逆变器的功能特点及主要分类
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透气可穿戴皮肤传感器_用于长期的健康监测
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3mm x 3mm线性电流传感器IC的的感应电阻运算放大器解决方案