STM32系列(HAL库)——内部FLASH读写实验

前言

        在某些情况下，我们想要实现单片机中某些数据实现断电保存或，这个时候我们可以添加外部存储器，但是这样就给硬件方面添加了工作量。如果单片机内部Flash空间余量可观，我们就可以使用剩余的这部分Flash空间做一些数据的存储。本篇将介绍如何对STM32的内部Flash进行读写。

2022/5/28更新：如果单次写入数据小于1K或2K，可参考另外一篇：STM32系列(HAL库)——内部FLASH读写实验_简约版

1.软硬件准备

软件：CubeMX、Xcom（串口调试助手）

硬件：SMT32F103C8T6

2.关于STM32的Flash的一些说明

(1)STM32根据闪存（Flash）容量的大小，将Flash分为每页1K字节 或 每页2K字节。超过256K容量的每页为2K字节。对于本次使用的SMT32F103C8T6，其容量为64K，则内部分为每页1K字节

(2)SMT32的Flash起始地址为0X0800 0000 。本次使用的STM32F103C8T6的FLASH范围是0X08000000-0X0800FFFF。示意图如下

(3)STM32运行代码从地址0X0800 0000开始，所以我们使用的Flash空间开始地址应该往后偏移，不然就会将程序部分覆盖掉。

(4)Flash的写操作，需要擦除一整页后再重新写入，不能对特定处进行修改，写的时候可以分多次写入

(5)擦写次数较多数据的不建议使用内部Flash进行存储，手册中给的数据是擦写1W次

3.STM32配置及主要代码

                CubeMX简单配置一个串口1即可，usart.c添加打印函数，即

1.  
   #include "stdio.h"
2.  
    
3.  
   /*********************************************************
4.  
   *
5.  
   *重定义 fputc 函数
6.  
   *
7.  
   *********************************************************/
8.  
   int fputc(int ch,FILE *f)
9.  
   {
10.  
    HAL_UART_Transmit (&huart1 ,(uint8_t *)&ch,1,HAL_MAX_DELAY );
11.  
    return ch;
12.  
    }

stmflash.h

1.  
   #ifndef __STMFLASH_H__
2.  
   #define __STMFLASH_H__
3.  
   #include "main.h"
4.  
   //=========================数据类型宏定义
5.  
   #define u8 uint8_t
6.  
   #define u16 uint16_t
7.  
   #define u32 uint32_t
8.  
   #define __IO volatile
9.  
   typedef __IO uint16_t vu16;
10.  
     
11.  
    //=========================用户根据自己的需要设置
12.  
    #define STM32_FLASH_SIZE 64 //所选STM32的FLASH容量大小(单位为K)
13.  
    #if STM32_FLASH_SIZE < 256 //设置扇区大小
14.  
    #define STM_SECTOR_SIZE 1024 //1K字节
15.  
    #else
16.  
    #define STM_SECTOR_SIZE 2048 //2K字节
17.  
    #endif
18.  
    #define STM32_FLASH_BASE 0x08000000 //STM32 FLASH的起始地址
19.  
    #define FLASH_SAVE_ADDR STM32_FLASH_BASE STM_SECTOR_SIZE*62 //写Flash的地址，这里从倒数第二页开始
20.  
    #define STM32_FLASH_WREN 1 //使能FLASH写入(0，不是能;1，使能)
21.  
    #define FLASH_WAITETIME 50000 //FLASH等待超时时间
22.  
     
23.  
     
24.  
     
25.  
     
26.  
    u8 STMFLASH_GetStatus(void); //获得状态
27.  
    u8 STMFLASH_WaitDone(u16 time); //等待操作结束
28.  
    u8 STMFLASH_ErasePage(u32 paddr); //擦除页
29.  
    u8 STMFLASH_WriteHalfWord(u32 faddr, u16 dat);//写入半字
30.  
    u16 STMFLASH_ReadHalfWord(u32 faddr); //读出半字
31.  
    void STMFLASH_WriteLenByte(u32 WriteAddr,u32 DataToWrite,u16 Len); //指定地址开始写入指定长度的数据
32.  
    u32 STMFLASH_ReadLenByte(u32 ReadAddr,u16 Len); //指定地址开始读取指定长度数据
33.  
    void STMFLASH_Write(u32 WriteAddr,u16 *pBuffer,u16 NumToWrite); //从指定地址开始写入指定长度的数据
34.  
    void STMFLASH_Read(u32 ReadAddr,u16 *pBuffer,u16 NumToRead); //从指定地址开始读出指定长度的数据
35.  
    void Flash_PageErase(uint32_t PageAddress); //扇区擦除
36.  
     
37.  
    #endif
38.  
     

stmflash.c

1.  
   #include "stmflash.h"
2.  
    
3.  
   FLASH_ProcessTypeDef p_Flash;
4.  
   u16 STMFLASH_BUF[STM_SECTOR_SIZE/2]; //缓存数组
5.  
    
6.  
   /**********************************************************************************
7.  
   * 函数功能: 读取指定地址的半字(16位数据)
8.  
   * 输入参数: faddr：读地址
9.  
   * 返 回 值: 对应数据
10.  
    * 说 明：
11.  
    */
12.  
    u16 STMFLASH_ReadHalfWord(u32 faddr)
13.  
    {
14.  
    return *(vu16*)faddr;
15.  
    }
16.  
     
17.  
    #if STM32_FLASH_WREN //如果使能了写
18.  
    /**********************************************************************************
19.  
    * 函数功能:不检查的写入
20.  
    * 输入参数: WriteAddr:起始地址、pBuffer:数据指针、NumToWrite:半字(16位)数
21.  
    * 返 回 值: 无
22.  
    * 说 明：
23.  
    */
24.  
    void STMFLASH_Write_NoCheck(u32 WriteAddr,u16 *pBuffer,u16 NumToWrite)
25.  
    {
26.  
    u16 i;
27.  
    for(i=0;i<NumToWrite;i )
28.  
    {
29.  
    HAL_FLASH_Program(FLASH_TYPEPROGRAM_HALFWORD,WriteAddr,pBuffer[i]);
30.  
    WriteAddr =2;//地址增加2.
31.  
    }
32.  
    }
33.  
    /**********************************************************************************
34.  
    * 函数功能:从指定地址开始写入指定长度的数据
35.  
    * 输入参数:WriteAddr:起始地址(此地址必须为2的倍数!!)、pBuffer:数据指针、NumToWrite：半字(16位)数(就是要写入的16位数据的个数.)
36.  
    * 返 回 值: 无
37.  
    * 说 明：
38.  
    */
39.  
    void STMFLASH_Write(u32 WriteAddr,u16 *pBuffer,u16 NumToWrite)
40.  
    {
41.  
    u32 secpos; //扇区地址
42.  
    u16 secoff; //扇区内偏移地址(16位字计算)
43.  
    u16 secremain; //扇区内剩余地址(16位字计算)
44.  
    u16 i;
45.  
    u32 offaddr; //去掉0X08000000后的地址
46.  
     
47.  
    if(WriteAddr<STM32_FLASH_BASE||(WriteAddr>=(STM32_FLASH_BASE 1024*STM32_FLASH_SIZE)))return;//非法地址
48.  
     
49.  
    HAL_FLASH_Unlock(); //解锁
50.  
    offaddr=WriteAddr-STM32_FLASH_BASE; //实际偏移地址.
51.  
    secpos=offaddr/STM_SECTOR_SIZE; //扇区地址 0~64 for STM32F103C8T6
52.  
    secoff=(offaddr%STM_SECTOR_SIZE)/2; //在扇区内的偏移(2个字节为基本单位.)
53.  
    secremain=STM_SECTOR_SIZE/2-secoff; //扇区剩余空间大小
54.  
    if(NumToWrite<=secremain)secremain=NumToWrite;//不大于该扇区范围
55.  
    while(1)
56.  
    {
57.  
    STMFLASH_Read(secpos*STM_SECTOR_SIZE STM32_FLASH_BASE,STMFLASH_BUF,STM_SECTOR_SIZE/2);//读出整个扇区的内容
58.  
    for(i=0;i<secremain;i ) //校验数据
59.  
    {
60.  
    if(STMFLASH_BUF[secoff i]!=0XFFFF)break;//需要擦除
61.  
    }
62.  
    if(i<secremain) //需要擦除
63.  
    {
64.  
    Flash_PageErase(secpos*STM_SECTOR_SIZE STM32_FLASH_BASE); //擦除这个扇区
65.  
    FLASH_WaitForLastOperation(FLASH_WAITETIME); //等待上次操作完成
66.  
    CLEAR_BIT(FLASH->CR, FLASH_CR_PER); //清除CR寄存器的PER位，此操作应该在FLASH_PageErase()中完成！
67.  
    //但是HAL库里面并没有做，应该是HAL库bug！
68.  
    for(i=0;i<secremain;i )//复制
69.  
    {
70.  
    STMFLASH_BUF[i secoff]=pBuffer[i];
71.  
    }
72.  
    STMFLASH_Write_NoCheck(secpos*STM_SECTOR_SIZE STM32_FLASH_BASE,STMFLASH_BUF,STM_SECTOR_SIZE/2);//写入整个扇区
73.  
    }else
74.  
    {
75.  
    FLASH_WaitForLastOperation(FLASH_WAITETIME); //等待上次操作完成
76.  
    STMFLASH_Write_NoCheck(WriteAddr,pBuffer,secremain);//写已经擦除了的,直接写入扇区剩余区间.
77.  
    }
78.  
    if(NumToWrite==secremain)break;//写入结束了
79.  
    else//写入未结束
80.  
    {
81.  
    secpos ; //扇区地址增1
82.  
    secoff=0; //偏移位置为0
83.  
    pBuffer =secremain; //指针偏移
84.  
    WriteAddr =secremain*2; //写地址偏移(16位数据地址,需要*2)
85.  
    NumToWrite-=secremain; //字节(16位)数递减
86.  
    if(NumToWrite>(STM_SECTOR_SIZE/2))secremain=STM_SECTOR_SIZE/2;//下一个扇区还是写不完
87.  
    else secremain=NumToWrite;//下一个扇区可以写完了
88.  
    }
89.  
    };
90.  
    HAL_FLASH_Lock(); //上锁
91.  
    }
92.  
    #endif
93.  
    /**********************************************************************************
94.  
    * 函数功能:从指定地址开始读出指定长度的数据
95.  
    * 输入参数:ReadAddr:起始地址、pBuffer:数据指针、NumToWrite:半字(16位)数
96.  
    * 返 回 值: 无
97.  
    * 说 明：
98.  
    */
99.  
    void STMFLASH_Read(u32 ReadAddr,u16 *pBuffer,u16 NumToRead)
100.  
     {
101.  
     u16 i;
102.  
     for(i=0;i<NumToRead;i )
103.  
     {
104.  
     pBuffer[i]=STMFLASH_ReadHalfWord(ReadAddr);//读取2个字节.
105.  
     ReadAddr =2;//偏移2个字节.
106.  
     }
107.  
     }
108.  
      
109.  
     /**********************************************************************************
110.  
     * 函数功能:擦除扇区
111.  
     * 输入参数:PageAddress:擦除扇区地址
112.  
     * 返 回 值: 无
113.  
     * 说 明：
114.  
     */
115.  
     void Flash_PageErase(uint32_t PageAddress)
116.  
     {
117.  
     /* Clean the error context */
118.  
     p_Flash.ErrorCode = HAL_FLASH_ERROR_NONE;
119.  
      
120.  
     #if defined(FLASH_BANK2_END)
121.  
     if(PageAddress > FLASH_BANK1_END)
122.  
     {
123.  
     /* Proceed to erase the page */
124.  
     SET_BIT(FLASH->CR2, FLASH_CR2_PER);
125.  
     WRITE_REG(FLASH->AR2, PageAddress);
126.  
     SET_BIT(FLASH->CR2, FLASH_CR2_STRT);
127.  
     }
128.  
     else
129.  
     {
130.  
     #endif /* FLASH_BANK2_END */
131.  
     /* Proceed to erase the page */
132.  
     SET_BIT(FLASH->CR, FLASH_CR_PER);
133.  
     WRITE_REG(FLASH->AR, PageAddress);
134.  
     SET_BIT(FLASH->CR, FLASH_CR_STRT);
135.  
     #if defined(FLASH_BANK2_END)
136.  
      
137.  
     }
138.  
     #endif /* FLASH_BANK2_END */
139.  
     }
140.  
      

        main.c

1.  
   #include "stmflash.h"
2.  
   #include "stdio.h"
3.  
   const u8 TEXT_Buffer_1[]={"STM32 FLASH TEST_1"};//要写入到STM32 FLASH的字符串数组
4.  
   const u8 TEXT_Buffer_2[]={"STM32 FLASH TEST_2"};//要写入到STM32 FLASH的字符串数组
5.  
   #define SIZE sizeof(TEXT_Buffer_1) //数组长度
6.  
    
7.  
    
8.  
   int main(void)
9.  
   {
10.  
     
11.  
    u8 datatemp[SIZE]; //Flash读取缓存数组
12.  
    u8 *p=datatemp; //数组指针
13.  
     
14.  
    HAL_Init();
15.  
     
16.  
    SystemClock_Config();
17.  
     
18.  
    MX_GPIO_Init();
19.  
    MX_USART1_UART_Init();
20.  
     
21.  
    printf("串口打印正常!\r\n");
22.  
     
23.  
    STMFLASH_Write(FLASH_SAVE_ADDR,(u16*)TEXT_Buffer_1,SIZE);//第一次写读
24.  
    STMFLASH_Read(FLASH_SAVE_ADDR,(u16*)datatemp,SIZE);
25.  
    printf("%s\r\n",p);
26.  
    HAL_Delay(50);
27.  
    STMFLASH_Write(FLASH_SAVE_ADDR,(u16*)TEXT_Buffer_2,SIZE);//第二次写读
28.  
    STMFLASH_Read(FLASH_SAVE_ADDR,(u16*)datatemp,SIZE);
29.  
    printf("%s\r\n",p);
30.  
     
31.  
    while (1){
32.  
    }
33.  
     
34.  
    }

4.实现效果

                main.c中实现了向Flash写入2个用数组存储的字符串数据并读取出来

  本例程源码下载：点击跳转 

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