一、簡(jiǎn)介

在STM32芯片內(nèi)部有一個(gè) FLASH 存儲(chǔ)器，它主要用于存儲(chǔ)代碼，我們?cè)陔娔X上編寫(xiě)好應(yīng)用程序后，使用下載器把編譯后的代碼文件燒錄到該內(nèi)部 FLASH 中，由于 FLASH 存儲(chǔ)器的內(nèi)容在掉電后不會(huì)丟失，芯片重新上電復(fù)位后，內(nèi)核可從內(nèi)部 FLASH 中加載代碼并運(yùn)行。

STM32 的內(nèi)部 FLASH 包含主存儲(chǔ)器、系統(tǒng)存儲(chǔ)器以及選項(xiàng)字節(jié)區(qū)域，它們的地址分布及大小見(jiàn)下表

• 主存儲(chǔ)器

一般我們說(shuō) STM32 內(nèi)部 FLASH 的時(shí)候，都是指這個(gè)主存儲(chǔ)器區(qū)域，它是存儲(chǔ)用戶(hù)應(yīng)用程序的空間，芯片型號(hào)說(shuō)明中的 256K FLASH、512K FLASH 都是指這個(gè)區(qū)域的大小。

主存儲(chǔ)器分為 256 頁(yè)，每頁(yè)大小為 2KB，共 512KB。這個(gè)分頁(yè)的概念，實(shí)質(zhì)就是 FLASH 存儲(chǔ)器的扇區(qū)，與其它 FLASH 一樣，在寫(xiě)入數(shù)據(jù)前，要先按頁(yè)（扇區(qū)）擦除。

注意上表中的主存儲(chǔ)器是本實(shí)驗(yàn)板使用的 STM32VET6 型號(hào)芯片的參數(shù)，即 STM32F1 大容量產(chǎn)品。若使用超大容量、中容量或小容量產(chǎn)品，它們主存儲(chǔ)器的頁(yè)數(shù)量、頁(yè)大小均有不同，使用的時(shí)候要注意區(qū)分。
主存儲(chǔ)器是以頁(yè)為單位劃分的。stm32根據(jù)FLASH主存儲(chǔ)塊容量、頁(yè)面的不同，系統(tǒng)存儲(chǔ)器的不同，分為小容量、中容量、大容量、互聯(lián)型，共四類(lèi)產(chǎn)品。

• 小容量產(chǎn)品：主存儲(chǔ)塊1-32KB，     每頁(yè)1KB。系統(tǒng)存儲(chǔ)器2KB

• 中容量產(chǎn)品：主存儲(chǔ)塊64-128KB，   每頁(yè)1KB。系統(tǒng)存儲(chǔ)器2KB

• 大容量產(chǎn)品：主存儲(chǔ)塊256KB以上，  每頁(yè)2KB。系統(tǒng)存儲(chǔ)器2KB

• 互聯(lián)型產(chǎn)品：主存儲(chǔ)塊256KB以上，  每頁(yè)2KB。系統(tǒng)存儲(chǔ)器18KB

• 系統(tǒng)存儲(chǔ)區(qū)

系統(tǒng)存儲(chǔ)區(qū)是用戶(hù)不能訪問(wèn)的區(qū)域，它在芯片出廠時(shí)已經(jīng)固化了啟動(dòng)代碼，它負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)串口、USB 以及 CAN 等 ISP 燒錄功能。

• 選項(xiàng)字節(jié)

選項(xiàng)字節(jié)用于配置 FLASH 的讀寫(xiě)保護(hù)、待機(jī)/停機(jī)復(fù)位、軟件/硬件看門(mén)狗等功能，這部分共 16 字節(jié)。可以通過(guò)修改 FLASH 的選項(xiàng)控制寄存器修改。

二、新建工程

1. 打開(kāi) STM32CubeMX 軟件，點(diǎn)擊“新建工程”

2. 選擇 MCU 和封裝

3. 配置時(shí)鐘
RCC 設(shè)置，選擇 HSE(外部高速時(shí)鐘) 為 Crystal/Ceramic Resonator(晶振/陶瓷諧振器)

選擇 Clock Configuration，配置系統(tǒng)時(shí)鐘 SYSCLK 為 72MHz
修改 HCLK 的值為 72 后，輸入回車(chē)，軟件會(huì)自動(dòng)修改所有配置

4. 配置調(diào)試模式
非常重要的一步，否則會(huì)造成第一次燒錄程序后續(xù)無(wú)法識(shí)別調(diào)試器
SYS 設(shè)置，選擇 Debug 為 Serial Wire

三、添加串口打印

串口打印功能查看 STM32CubeMX學(xué)習(xí)筆記（6）——USART串口使用

四、生成代碼

輸入項(xiàng)目名和項(xiàng)目路徑

選擇應(yīng)用的 IDE 開(kāi)發(fā)環(huán)境 MDK-ARM V5

每個(gè)外設(shè)生成獨(dú)立的 ’.c/.h’ 文件
不勾：所有初始化代碼都生成在 main.c
勾選：初始化代碼生成在對(duì)應(yīng)的外設(shè)文件。 如 GPIO 初始化代碼生成在 gpio.c 中。

點(diǎn)擊 GENERATE CODE 生成代碼

五、查看工程的空間分布

由于內(nèi)部 FLASH 本身存儲(chǔ)有程序數(shù)據(jù)，若不是有意刪除某段程序代碼，一般不應(yīng)修改程序空間的內(nèi)容，所以在使用內(nèi)部 FLASH 存儲(chǔ)其它數(shù)據(jù)前需要了解哪一些空間已經(jīng)寫(xiě)入了程序代碼，存儲(chǔ)了程序代碼的扇區(qū)都不應(yīng)作任何修改。通過(guò)查詢(xún)應(yīng)用程序編譯時(shí)產(chǎn)生
的“*.map”后綴文件，可以了解程序存儲(chǔ)到了哪些區(qū)域。

打開(kāi) map 文件后，查看文件最后部分的區(qū)域，可以看到一段以 “Memory Map of the image” 開(kāi)頭的記錄(若找不到可用查找功能定位)

觀察表中的最后一項(xiàng)，它的基地址是 0x0800175c，大小為 0x00000020，可知它占用的
最高的地址空間為 0x0800177c，跟執(zhí)行區(qū)域的最高地址 0x0000177c 一樣，但它們比加載
區(qū)域說(shuō)明中的最高地址 0x80017a8 要小，所以我們以加載區(qū)域的大小為準(zhǔn)。對(duì)比表 45-1 的
內(nèi)部 FLASH 頁(yè)地址分布表，可知僅使用頁(yè) 0 至頁(yè) 2 就可以完全存儲(chǔ)本應(yīng)用程序，所以從頁(yè)
3(地址 0x08001800)后的存儲(chǔ)空間都可以作其它用途，使用這些存儲(chǔ)空間時(shí)不會(huì)篡改應(yīng)用程
序空間的數(shù)據(jù)。

六、官方HAL庫(kù)Flash操作常見(jiàn)函數(shù)

//源文件: stm32f1xx_hal_flash.c和stm32f1xx_hal_flash_ex.c

HAL_FLASH_Unlock(void); //解鎖函數(shù)

HAL_FLASH_Lock(void);   //鎖定函數(shù)

HAL_FLASH_Program(uint32_t TypeProgram, uint32_t Address, uint64_t Data);   //寫(xiě)操作函數(shù)

HAL_FLASHEx_Erase(FLASH_EraseInitTypeDef *pEraseInit, uint32_t *SectorError);   //擦除函數(shù)

HAL_FLASH_WaitForLastOperation(uint32_t Timeout);   //等待操作完成函數(shù)

HAL庫(kù)中定義了一個(gè)Flash初始化結(jié)構(gòu)體，如下：

/**

  * @brief  FLASH Erase structure definition

  */

typedef struct

{

  uint32_t TypeErase;   /*!< Mass erase or page erase.

                             This parameter can be a value of @ref FLASH_Type_Erase */

  uint32_t Banks;       /*!< Select bank to erase.

                             This parameter must be a value of @ref FLASH_Banks

                             (FLASH_BANK_BOTH should be used only for mass erase) */

  uint32_t Page;        /*!< Initial Flash page to erase when page erase is disabled

                             This parameter must be a value between 0 and (max number of pages in the bank - 1)

                             (eg : 255 for 1MB dual bank) */

  uint32_t NbPages;     /*!< Number of pages to be erased.

                             This parameter must be a value between 1 and (max number of pages in the bank - value of initial page)*/

} FLASH_EraseInitTypeDef;

七、讀取Flash

7.1 讀取函數(shù)

/* FLASH大?。?a href="http://m.womende.cn/zhuanti/ez9aD4" style="color:#4595e6;" target="_blank">STM32F103VET6:256K */

#define STM32FLASH_SIZE         0x00040000UL

/* FLASH起始地址 */

#define STM32FLASH_BASE         FLASH_BASE

/* FLASH結(jié)束地址 */

#define STM32FLASH_END          (STM32FLASH_BASE | STM32FLASH_SIZE)

/* FLASH頁(yè)大?。?K */

#define STM32FLASH_PAGE_SIZE    FLASH_PAGE_SIZE

/* FLASH總頁(yè)數(shù) */

#define STM32FLASH_PAGE_NUM     (STM32FLASH_SIZE / STM32FLASH_PAGE_SIZE)

#define WRITE_START_ADDR        ((uint32_t)0x08008000)

#define WRITE_END_ADDR          ((uint32_t)0x0800C000)

/**

 @brief 內(nèi)部Flash讀取

 @param address -[in] 讀取的地址

 @param pData -[out] 指向需要操作的數(shù)據(jù)

 @param dataLen -[in] 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度

 @return 讀出成功的字節(jié)數(shù)

*/

uint32_t Internal_ReadFlash(uint32_t addrStart, void *pData, uint32_t dataLen)

{

    uint32_t nread = dataLen;

    uint8_t *pBuffer = (uint8_t *)pData;

    const uint8_t *pAddr = (const uint8_t *)addrStart;

    if(!pData || addrStart < STM32FLASH_BASE || addrStart > STM32FLASH_END)

    {

        return 0;

    }

    while(nread >= sizeof(uint32_t) && (((uint32_t)pAddr) <= (STM32FLASH_END - 4)))

    {

        *(uint32_t *)pBuffer = *(uint32_t *)pAddr;

        pBuffer += sizeof(uint32_t);

        pAddr += sizeof(uint32_t);

        nread -= sizeof(uint32_t);

    }

    while(nread && (((uint32_t)pAddr) < STM32FLASH_END))

    {

        *pBuffer++ = *pAddr++;

        nread--;

    }

    return dataLen - nread;

}

8、寫(xiě)入Flash

8.1 寫(xiě)入過(guò)程

8.1.1 解鎖

由于內(nèi)部 FLASH 空間主要存儲(chǔ)的是應(yīng)用程序，是非常關(guān)鍵的數(shù)據(jù)，為了防止誤操作修改了這些內(nèi)容，芯片復(fù)位后默認(rèn)會(huì)給控制寄存器 FLASH_CR 上鎖，這個(gè)時(shí)候不允許設(shè)置 FLASH 的控制寄存器，從而不能修改 FLASH 中的內(nèi)容。

所以對(duì) FLASH 寫(xiě)入數(shù)據(jù)前，需要先給它解鎖。解鎖的操作步驟如下：

1. 往 FPEC 鍵寄存器 FLASH_KEYR 中寫(xiě)入 KEY1 = 0x45670123

2. 再往 FPEC 鍵寄存器 FLASH_KEYR 中寫(xiě)入 KEY2 = 0xCDEF89AB

8.1.2 頁(yè)擦除

在寫(xiě)入新的數(shù)據(jù)前，需要先擦除存儲(chǔ)區(qū)域，STM32 提供了頁(yè)（扇區(qū)）擦除指令和整個(gè) FLASH 擦除(批量擦除)的指令，批量擦除指令僅針對(duì)主存儲(chǔ)區(qū)。
頁(yè)擦除的過(guò)程如下：

1. 檢查 FLASH_SR 寄存器中的“忙碌寄存器位 BSY”，以確認(rèn)當(dāng)前未執(zhí)行任何 Flash 操作；

2. 在 FLASH_CR 寄存器中，將“激活頁(yè)擦除寄存器位 PER ”置 1；

3. 用 FLASH_AR 寄存器選擇要擦除的頁(yè)；

4. 將 FLASH_CR 寄存器中的“開(kāi)始擦除寄存器位 STRT ”置 1，開(kāi)始擦除；

5. 等待 BSY 位被清零時(shí)，表示擦除完成。

/**

 @brief 內(nèi)部Flash頁(yè)擦除

 @param pageAddress -[in] 擦除的起始地址

 @param nbPages -[in] 擦除頁(yè)數(shù)

 @return 0 - 成功；-1 - 失敗

*/

int Internal_ErasePage(uint32_t pageAddress, uint32_t nbPages)

{

    uint32_t pageError = 0;

    FLASH_EraseInitTypeDef eraseInit;

    eraseInit.TypeErase = FLASH_TYPEERASE_PAGES;

    eraseInit.PageAddress = pageAddress;

    eraseInit.Banks = FLASH_BANK_1;

    eraseInit.NbPages = 1;

    if(HAL_FLASHEx_Erase(&eraseInit, &pageError) != HAL_OK)

    {

        return -1;

    }

    return 0;

}

8.1.3 寫(xiě)入數(shù)據(jù)

擦除完畢后即可寫(xiě)入數(shù)據(jù)，寫(xiě)入數(shù)據(jù)的過(guò)程并不是僅僅使用指針向地址賦值，賦值前還需要配置一系列的寄存器，步驟如下：

1. 檢查 FLASH_SR 中的 BSY 位，以確認(rèn)當(dāng)前未執(zhí)行任何其它的內(nèi)部 Flash 操作；

2. 將 FLASH_CR 寄存器中的 “激活編程寄存器位 PG” 置 1；

3. 向指定的 FLASH 存儲(chǔ)器地址執(zhí)行數(shù)據(jù)寫(xiě)入操作，每次只能以 16 位的方式寫(xiě)入；

4. 等待 BSY 位被清零時(shí)，表示寫(xiě)入完成。

8.2 寫(xiě)入函數(shù)

/**

 @brief 內(nèi)部Flash寫(xiě)入

 @param address -[in] 寫(xiě)入的地址

 @param pData -[in] 指向需要操作的數(shù)據(jù)

 @param dataLen -[in] 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度

 @return 實(shí)際寫(xiě)入的數(shù)據(jù)量，單位：字節(jié)

*/

uint32_t Internal_WriteFlash(uint32_t addrStart, const uint16_t *pData, uint32_t dataLen)

{   

    uint32_t i = 0;

    uint32_t pagepos = 0;         // 頁(yè)位置

    uint32_t pageoff = 0;         // 頁(yè)內(nèi)偏移地址

    uint32_t pagefre = 0;         // 頁(yè)內(nèi)空余空間

    uint32_t offset = 0;          // Address在FLASH中的偏移

    uint32_t nwrite = dataLen;    // 記錄剩余要寫(xiě)入的數(shù)據(jù)量

    const uint16_t *pBuffer = (const uint16_t *)pData;

    /* 非法地址 */

    if(addrStart < STM32FLASH_BASE || addrStart > (STM32FLASH_END - 2) || dataLen == 0 || pData == NULL)

    {

        return 0;

    }

    /* 解鎖FLASH */

    HAL_FLASH_Unlock();

    /* 計(jì)算偏移地址 */

    offset = addrStart - STM32FLASH_BASE;

    /* 計(jì)算當(dāng)前頁(yè)位置 */

    pagepos = offset / STM32FLASH_PAGE_SIZE;

    /* 計(jì)算要寫(xiě)數(shù)據(jù)的起始地址在當(dāng)前頁(yè)內(nèi)的偏移地址 */

    pageoff = ((offset % STM32FLASH_PAGE_SIZE) >> 1);

    /* 計(jì)算當(dāng)前頁(yè)內(nèi)空余空間 */

    pagefre = ((STM32FLASH_PAGE_SIZE >> 1) - pageoff);

    /* 要寫(xiě)入的數(shù)據(jù)量低于當(dāng)前頁(yè)空余量 */

    if(nwrite <= pagefre)

    {

        pagefre = nwrite;

    }

    while(nwrite != 0)

    {

        /* 檢查是否超頁(yè) */

        if(pagepos >= STM32FLASH_PAGE_NUM)

        {

            break;

        }

        /* 讀取一頁(yè) */

        Internal_ReadFlash(STM32FLASH_BASE + pagepos * STM32FLASH_PAGE_SIZE, FlashBuffer, STM32FLASH_PAGE_SIZE);

        /* 檢查是否需要擦除 */

        for(i = 0; i < pagefre; i++)

        {

            if(*(FlashBuffer + pageoff + i) != 0xFFFF) /* FLASH擦出后默認(rèn)內(nèi)容全為0xFF */

            {

                break;

            }

        }

        if(i < pagefre)

        {

            uint32_t count = 0;

            uint32_t index = 0;

            uint32_t PageError = 0;

            FLASH_EraseInitTypeDef pEraseInit;

            /* 擦除一頁(yè) */

            pEraseInit.TypeErase = FLASH_TYPEERASE_PAGES;

            pEraseInit.PageAddress = STM32FLASH_BASE + pagepos * STM32FLASH_PAGE_SIZE;

            pEraseInit.Banks = FLASH_BANK_1;

            pEraseInit.NbPages = 1;

            if(HAL_FLASHEx_Erase(&pEraseInit, &PageError) != HAL_OK)