基于STM32的内部Flash读写操作
本文主要介绍stm32多种的内部flash读写方式和读写长文件的功能函数怎样编写。阅读完本文可以使你能够正常的完成flash读写操作。
介绍
stm32 flash
不同型号的 stm32，其 flash 容量也有所不同，最小的只有 16k 字节，最大的则达到了1024k 字节。本次实验选用的stm32 开发板是f103zet6，其 flash 容量为 512k 字节，属于大容量产品（另外还有中容量和小容量产品），大容量产品的闪存模块组织如图 所示：
stm32 的闪存模块由：主存储器、信息块和闪存存储器接口寄存器等 3 部分组成。
主存储器，该部分用来存放代码和数据常数（如 const 类型的数据）。对于大容量产品，其被划分为 256 页，每页 2k 字节。注意，小容量和中容量产品则每页只有 1k 字节。从上图可以看出主存储器的起始地址就是0x08000000， b0、b1 都接 gnd 的时候，就是从 0x08000000开始运行代码的。
信息块，该部分分为 2 个小部分，其中启动程序代码，是用来存储 st 自带的启动程序，用于串口下载代码，当 b0 接 v3.3，b1 接 gnd 的时候，运行的就是这部分代码。用户选择字节，则一般用于配置写保护、读保护等功能。
闪存存储器接口寄存器，该部分用于控制闪存读写等，是整个闪存模块的控制机构。对主存储器和信息块的写入由内嵌的闪存编程/擦除控制器(fpec)管理；编程与擦除的高电压由内部产生。
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；既在进行写或擦除操作时，不能进行代码或数据的读取操作。
闪存的编程和擦除
stm32 的闪存编程是由 fpec（闪存编程和擦除控制器）模块处理的，这个模块包含 7 个
32 位寄存器，他们分别是：
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)
stm32 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，只有在写保护被解除后，我们才能操作相关寄存器。
stm32 闪存的编程每次必须写入 16 位（不能单纯的写入 8 位数据哦！），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。在编程过程中(bsy 位为’1’)，任何读写闪存的操作都会使 cpu暂停，直到此次闪存编程结束。
同样，stm32 的 flash 在编程的时候，也必须要求其写入地址的 flash 是被擦除了的（也就是其值必须是 0xffff），否则无法写入，在flash_sr 寄存器的 pgerr 位将得到一个警告。
stm23 的 flash 写入过程如图所示。
stm32的flash写入顺序如下：
检查 flash_cr 的 lock 是否解锁，如果没有则先解锁
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
flash读写的标准库函数
解锁函数：void flash_unlock(void)；
对 flash 进行写操作前必须先解锁，解锁操作也就是必须在 flash_keyr 寄存器写入特定的序列,固件库函数实现很简单：只需要直接调用 flash_unlock();即可。
锁定函数：void flash_lock(void)；
有解锁当然就有上锁，为了保护flash，读写和擦除全部需要的flash后需要上锁，只需要调用：flash_lock()；
写操作函数：
固件库提供了三个 flash 写函数：
flash_status flash_programword(uint32_t address, uint32_t data);flash_status flash_programhalfword(uint32_t address, uint16_t data);flash_status flash_programoptionbytedata(uint32_t address, uint8_t data); 顾名思义分别为：flash_programword 为 32 位字写入函数，其他分别为 16 位半字写入和用户选择字节写入函数。这里需要说明，32 位字节写入实际上是写入的两次 16 位数据，写完第一次后地址+2，这与我们前面讲解的 stm32 闪存的编程每次必须写入 16 位并不矛盾。写入 8位实际也是占用的两个地址了，跟写入 16 位基本上没啥区别。
4. 获取 flash 状态
主要是用的函数是：flash_status flash_getstatus(void)；
返回值是通过枚举类型定义的，分别为：
flash_busy = 1,//忙
flash_error_pg,//编程错误
flash_error_wrp,//写保护错误
flash_complete,//操作完成
flash_timeout//操作超时
5. 等待操作完成函数
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；既在进行写或擦除操作时，不能进行代码或数据的读取操作。
所以在每次操作之前，我们都要等待上一次操作完成这次操作才能开始。使用的函数是：flash_status flash_waitforlastoperation(uint32_t timeout)入口参数为等待时间，返回值是 flash 的状态，这个很容易理解，这个函数本身我们在固件库中使用得不多，但是在固件库函数体中间可以多次看到。
6. 读 flash 特定地址数据函数
有写就必定有读，而读取 flash 指定地址的半字的函数固件库并没有给出来，这里我们自己写的一个函数。
u16 stmflash_readhalfword(u32 faddr){return *(vu16*)faddr; } 软件设计
flash的读取
直接读取某一地址的内容
因为读取flash并不需要解锁，我们可以直接用指针指向所读的地址，之后读取此地址的内容即可。
p = (uint32_t *)(0x08008000);printf(\r\n读取内部flash该地址存储的内容为：0x%x,*p); 此程序就是先将0x08008000赋给指针变量p，之后将p指向地址的内容以16进制的格式输出出来。
读取选定位置的选定大小的内容
首先我们编写一个函数，用以读取指定地址的半字(16位数据)。
u16 stmflash_readhalfword(u32 faddr){ return *(vu16*)faddr; } 从指定地址开始读出指定长度的数据
lreadaddr:起始地址
pbuffer:数据指针
numtowrite:半字(16位)数
void stmflash_read(u32 readaddr,u16 *pbuffer,u16 numtoread) { u16 i; for(i=0;istmflash_read(flash_addr,temporary_storage,size); 这里flash_addr是我们要读取的起始地址，temporary_storage是
16位的指针变量，存放我们读取到的内容， size是我们要读取的大小，值得注意的是，size是半字大小，也就是有多少个两个字节。比如我们要读取100个字节，size就可以填50。
flash的写入
直接使用标准库写入
首先需要先解锁
flash_unlock(); 写入前需要擦除当前页，对擦除有不理解的可以看我的另一篇文章：基于stm32的flash擦除方式
flash_erasepage(0x08000000+2*1024*5); 之后可以调用固件库函数，进行写入。例如向地址 0x08000000+210245 至 0x08000000+210246 地址写入数据
flash_programword(0x08000000+2*1024*5,0x01234567); 写入之后，不要忘了上锁。
flash_lock(); 写入选定位置的选定大小的内容
我们首先编写一个不检查的写入的函数。
writeaddr:起始地址，pbuffer:数据指针，numtowrite:半字(16位)数 。
void stmflash_write_nocheck(u32 writeaddr,u16 *pbuffer,u16 numtowrite) { u16 i; for(i=0;ivoid stmflash_write(u32 writeaddr,u16 *pbuffer,u16 numtowrite) { u32 secpos; //扇区地址 u16 secoff; //扇区内偏移地址(16位字计算) u16 secremain; //扇区内剩余地址(16位字计算) u16 i; u32 offaddr; //去掉0x08000000后的地址 if(writeaddr=(stm32_flash_base+1024*stm32_flash_size)))return;//非法地址 flash_unlock(); //解锁 offaddr=writeaddr-stm32_flash_base; //实际偏移地址. secpos=offaddr/stm_sector_size; //扇区地址 0~127 for stm32f103rbt6 secoff=(offaddr%stm_sector_size)/2; //在扇区内的偏移(2个字节为基本单位.) secremain=stm_sector_size/2-secoff; //扇区剩余空间大小 if(numtowrite<=secremain)secremain=numtowrite;//不大于该扇区范围 while(1) { stmflash_read(secpos*stm_sector_size+stm32_flash_base,stmflash_buf,stm_sector_size/2);//读出整个扇区的内容 for(i=0;istmflash_write(flash_addr,flg_false,size);//将标志位置为更改为0x00 此语句实现从flash_addr地址写入size大小的temporary_storage数据。
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闪存控制寄存器(flash_cr)
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闪存地址寄存器(flash_ar)
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写保护寄存器(flash_wrpr)
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同样，stm32 的 flash 在编程的时候，也必须要求其写入地址的 flash 是被擦除了的（也就是其值必须是 0xffff），否则无法写入，在flash_sr 寄存器的 pgerr 位将得到一个警告。
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stm32的flash写入顺序如下：
检查 flash_cr 的 lock 是否解锁，如果没有则先解锁
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等待 bsy 位变为’0’ - 读出写入的地址并验证数据
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解锁函数：void flash_unlock(void)；
对 flash 进行写操作前必须先解锁，解锁操作也就是必须在 flash_keyr 寄存器写入特定的序列,固件库函数实现很简单：只需要直接调用 flash_unlock();即可。
锁定函数：void flash_lock(void)；
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写操作函数：
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