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STM32F407实现内部FLASH的读写功能

news 来源：原创 2025/4/19 16:43:23

文章目录

前言
一、FLASH 简介
二、读数据
三、写数据
四、最终效果
五、完整工程

前言

我们通过仿真器下到芯片的程序一般会保存到eflash里面，在我们的STM32F407里面这里的空间挺大的，我所使用的芯片型号是STM32F407ZGT6，FLASH 容量为 1024K 字节。不同的项目会选择不同的芯片进行开发。

一、FLASH 简介

FLASH 是 EEPROM 的一种，是带电可擦除可编程的只读存储器，本文特指 STM32 内部的 Flash，主要用于存储用户程序代码以及必要的配置信息。
特性：
非易失性：数据在断电后依旧存储在数据中，适合存储程序代码和关键配置信息。
快速访问：FLASH 具有较快的读取速度
较长寿命：一般的 FLASH 可擦除约十万次
先擦再写：FLASH 的写操作只能将数据位从 1 写成 0，而不能从 0 写成 1，如果一个数据位已经写成 0 了，那 FLASH 必须先将该位所处的扇区或区块先擦除，才能重新写入。
FLASH 的擦除操作其实就是将对应扇区、区块或者全部区块的数据位全擦除为 1，所以FLASH的默认值是0xFF.

在这里插入图片描述
STM32F4 的闪存模块由：主存储器、系统存储器、OPT 区域和选项字节等 4 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）。分为 12 个扇区，前 4个扇区为 16KB 大小，然后扇区 4是 64KB 大小，扇区5~11 是 128K 大小，不同容量的 STM32F4，拥有的扇区数不一样，比如我们的 STM32F407ZGT6，则拥有全部 12 个扇区。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。
系统存储器，这个主要用来存放 STM32F4 的 bootloader 代码，此代码是出厂的时候就固化在 STM32F4 里面了，专门来给主存储器下载代码的。当 B0 接 V3.3，B1 接 GND 的时候，从该存储器启动（即进入串口下载模式）。
OTP 区域，即一次性可编程区域，共 528 字节，被分成两个部分，前面 512 字节（32 字节为 1 块，分成 16 块），可以用来存储一些用户数据（一次性的，写完一次，永远不可以擦除！！），后面 16 字节，用于锁定对应块。
在没有使用IAP功能的时候我们的程序一般会从0x08000000开始，当然也可以从其他的地址开始，可以在KEIL的魔术棒的target中设置，具体如下图：
在这里插入图片描述
图中框起来的内容前面是起始地址后面是大小，我这里设置的是从0x08000000到0x08100000也就是我们在flash中可存储数据的全部空间1024K 。

二、读数据

STM23F4 的 FLASH 读取是很简单的。例如，我们要从地址 addr，读取一个字（字节为 8位，半字为 16 位，字为 32 位），可以通过如下的语句读取：
data=(vu32)addr;
将 addr 强制转换为 vu32 指针，然后取该指针所指向的地址的值，即得到了 addr 地址的值。类似的，将上面的 vu32 改为 vu16，即可读取指定地址的一个半字。
代码如下：

void STMFLASH_Read(u32 ReadAddr,u32 *pBuffer,u32 NumToRead)   	
{u32 i;for(i=0;i<NumToRead;i++){pBuffer[i]=STMFLASH_ReadWord(ReadAddr);//读取4个字节.ReadAddr+=4;//偏移4个字节.	}
}u32 STMFLASH_ReadWord(u32 faddr)
{return *(vu32*)faddr; 
}

在STMFLASH_Read函数中调用的是STMFLASH_ReadWord，在for循环中每次读取四字节保存到buf中。

三、写数据

STM32F4 的闪存编程由 6 个 32 位寄存器控制，他们分别是：
⚫ FLASH 访问控制寄存器(FLASH_ACR)
⚫ FLASH 秘钥寄存器(FLASH_KEYR)
⚫ FLASH 选项秘钥寄存器(FLASH_OPTKEYR)
⚫ FLASH 状态寄存器(FLASH_SR)
⚫ FLASH 控制寄存器(FLASH_CR)
⚫ FLASH 选项控制寄存器(FLASH_OPTCR)
STM32F4 复位后，FLASH 编程操作是被保护的，不能写入 FLASH_CR 寄存器；通过写入特定的序列（0X45670123 和 0XCDEF89AB）到 FLASH_KEYR 寄存器才可解除写保护，只有在写保护被解除后，我们才能操作相关寄存器。
FLASH_CR 的解锁序列为：
1，写 0X45670123 到 FLASH_KEYR
2，写 0XCDEF89AB 到 FLASH_KEYR
通过这两个步骤，即可解锁 FLASH_CR，如果写入错误，那么 FLASH_CR 将被锁定，直到下次复位后才可以再次解锁。
STM32F4 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 0XFFFFFFFF），否则无法写入。STM32F4 的标准编程步骤如下：
1，检查 FLASH_SR 中的 BSY 位，确保当前未执行任何 FLASH 操作。
2，将 FLASH_CR 寄存器中的 PG 位置 1，激活 FLASH 编程。
3，针对所需存储器地址（主存储器块或 OTP 区域内）执行数据写入操作：
—并行位数为 x8 时按字节写入（PSIZE=00）
—并行位数为 x16 时按半字写入（PSIZE=01）
—并行位数为 x32 时按字写入（PSIZE=02）
—并行位数为 x64 时按双字写入（PSIZE=03）
4，等待 BSY 位清零，完成一次编程。
代码如下：

void STMFLASH_Write(u32 WriteAddr,u32 *pBuffer,u32 NumToWrite)	
{ FLASH_Status status = FLASH_COMPLETE;u32 addrx=0;u32 endaddr=0;	if(WriteAddr<STM32_FLASH_BASE||WriteAddr%4)return;	//非法地址FLASH_Unlock();									//解锁 FLASH_DataCacheCmd(DISABLE);//FLASH擦除期间,必须禁止数据缓存addrx=WriteAddr;				//写入的起始地址endaddr=WriteAddr+NumToWrite*4;	//写入的结束地址if(addrx<0X1FFF0000)			//只有主存储区,才需要执行擦除操作!!{while(addrx<endaddr)		//扫清一切障碍.(对非FFFFFFFF的地方,先擦除){if(STMFLASH_ReadWord(addrx)!=0XFFFFFFFF)//有非0XFFFFFFFF的地方,要擦除这个扇区{   status=FLASH_EraseSector(STMFLASH_GetFlashSector(addrx),VoltageRange_3);//VCC=2.7~3.6V之间!!if(status!=FLASH_COMPLETE)break;	//发生错误了}else addrx+=4;} }if(status==FLASH_COMPLETE){while(WriteAddr<endaddr)//写数据{if(FLASH_ProgramWord(WriteAddr,*pBuffer)!=FLASH_COMPLETE)//写入数据{ break;	//写入异常}WriteAddr+=4;pBuffer++;} }FLASH_DataCacheCmd(ENABLE);	//FLASH擦除结束,开启数据缓存FLASH_Lock();//上锁
}