STM32F207內(nèi)部Flash編程詳解

本文將根據(jù)ST官方Flashprogramming manual，文檔編號(hào)：PM0059，講解STM32F207內(nèi)部Flash編程。

01概述

這里的flash是指STM32F207內(nèi)部集成的Flash

Flash存儲(chǔ)器有以下特點(diǎn)

最大1M字節(jié)的能力

128位，也就是16字節(jié)寬度的數(shù)據(jù)讀取

字節(jié)，半字，字和雙字寫入

扇區(qū)擦除和批量擦除

存儲(chǔ)器的構(gòu)成

主要存儲(chǔ)區(qū)塊包含4個(gè)16K字節(jié)扇區(qū)，1個(gè)64K字節(jié)扇區(qū)和7個(gè)128K字節(jié)扇區(qū)。

系統(tǒng)存儲(chǔ)器是用于在系統(tǒng)boot模式啟動(dòng)設(shè)備的。這一塊是預(yù)留給ST的。包括bootloader程序，boot程序用于通過(guò)以下接口對(duì)Flash進(jìn)行編程。USART1、USART3、CAN2、USB OTG FS設(shè)備模式（DFU：設(shè)備固件升級(jí)）。boot程序由ST制造期間編寫，用于保護(hù)防止錯(cuò)誤寫入和擦除操作。

512OTP（一次性編程）字節(jié)用于用戶數(shù)據(jù)。OTP區(qū)域包含16個(gè)附加的字節(jié)，用于鎖定響應(yīng)的OTP數(shù)據(jù)。

選項(xiàng)字節(jié)，讀寫保護(hù)，BOR水平，軟件/硬件看門狗和復(fù)位當(dāng)設(shè)置處于待機(jī)和停機(jī)狀態(tài)。

低功耗模式（參考參考手冊(cè)的PWR部分）

對(duì)比參考手冊(cè)的boot部分

當(dāng)BOOT0為0是運(yùn)行主存儲(chǔ)區(qū)

當(dāng)BOOT0為1，BOOT1為0時(shí)運(yùn)行系統(tǒng)存儲(chǔ)區(qū)

系統(tǒng)存儲(chǔ)區(qū)運(yùn)行的是ST出廠的bootloader代碼，跳過(guò)過(guò)了用戶的代碼。如果在應(yīng)用層代碼鎖定了JTAG管腳（將JTAG管腳用于普通GPIO），我們可以通過(guò)修改boot管腳狀態(tài)，進(jìn)入系統(tǒng)存儲(chǔ)中，再進(jìn)行debug。

02Flash操作

2.1、讀取

內(nèi)置的Flash是處于CortexM3的數(shù)據(jù)總線上的，所以可以在通用地址空間之間尋址，任何32位數(shù)據(jù)的讀操作都能訪問(wèn)Flash上的數(shù)據(jù)。

data32 = *（__IO uint32_t*）Address;

將Address強(qiáng)制轉(zhuǎn)化為32位整型指針，然后取該指針?biāo)赶虻牡刂返闹?，就得到了Address地址上的32位數(shù)據(jù)。

2.2、擦除

Flash 擦除操作可針對(duì)扇區(qū)或整個(gè)Flash（批量擦除）執(zhí)行。執(zhí)行批量擦除時(shí)，不會(huì)影響OTP扇區(qū)或配置扇區(qū)。

扇區(qū)擦除步驟

1、檢查FLASH_SR 寄存器中的BSY 位，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SER 位置1 并選擇要擦除的扇區(qū)（SNB）（主存儲(chǔ)器塊中的12個(gè)扇區(qū)之一）

3、將FLASH_CR 寄存器中的STRT 位置1

4、等待BSY 位清零

批量擦除步驟

1、檢查FLASH_SR 寄存器中的BSY 位，以確認(rèn)當(dāng)前未執(zhí)行任何Flash 操作

2、將FLASH_CR 寄存器中的MER 位置1

3、將FLASH_CR 寄存器中的STRT 位置1

4、等待BSY 位清零

ST提供相應(yīng)的庫(kù)函數(shù)接口

FLASH_Status FLASH_EraseSector（uint32_t FLASH_Sector， uint8_tVoltageRange）FLASH_Status FLASH_EraseAllSectors（uint8_tVoltageRange）

注意到，有個(gè)特殊的參數(shù)VoltageRange，這是因?yàn)?/p>

這里就不再翻譯了，就是在不同電壓下數(shù)據(jù)訪問(wèn)的位數(shù)不同，我們是3.3V，所以是32位數(shù)據(jù)，這也就是在讀數(shù)據(jù)是為什么要讀取32位的原因。

2.3、寫入

寫入之前必須擦除，這里和NorFlash操作是相同的

復(fù)位后，F(xiàn)lash控制器寄存器（FLASH_CR）不允許寫入的，去保護(hù)Flash閃存因?yàn)?a target="_blank">電氣原因出現(xiàn)的以外操作，以下是解鎖的步驟

1、在Flash 密鑰寄存器（FLASH_KEYR） 中寫入KEY1 = 0x45670123

2、在Flash 密鑰寄存器（FLASH_KEYR） 中寫入KEY2 = 0xCDEF89AB

將FLASH_CR 寄存器中的LOCK 位置為1 后，可通過(guò)軟件再次鎖定FLASH_CR 寄存器

ST提供了庫(kù)函數(shù)

FLASH_Unlock（）;//解鎖FLASH_Lock（）;//重新上鎖

備注：

當(dāng)FLASH_SR 寄存器中的BSY 位置為1 后，將不能在寫模式下訪問(wèn)FLASH_CR 寄存器。BSY 位置為1 后，對(duì)該寄存器的任何寫操作嘗試都會(huì)導(dǎo)致AHB 總線阻塞，直到BSY位清零

這要求我們?cè)趯懭肭氨仨毰袛嘞翭LASH_SR寄存器中的BSY位。

ST提供了對(duì)用的庫(kù)函數(shù)

FLASH_ClearFlag（FLASH_FLAG_EOP | FLASH_FLAG_OPERR | FLASH_FLAG_WRPERR| FLASH_FLAG_PGAERR | FLASH_FLAG_PGPERR|FLASH_FLAG_PGSERR）;

寫入步驟

1、檢查FLASH_SR 中的BSY 位，以確認(rèn)當(dāng)前未執(zhí)行任何主要Flash 操作

2、將FLASH_CR 寄存器中的PG 位置1。

3、通過(guò)不同的位寬對(duì)指定地址寫入

4、等待BSY 位清零

對(duì)于寫入接口，ST提供相應(yīng)的庫(kù)函數(shù)，提供了8位，16位，32位的操作，因?yàn)槲覀兪?.3V電壓，所以使用32位寫入接口

FLASH_Status FLASH_ProgramWord（uint32_t Address， uint32_t Data）

2.4、中斷

如果對(duì)于寫入要求較高，可以使能中斷，對(duì)于寫入完成，寫入錯(cuò)誤都會(huì)有響應(yīng)的中斷響應(yīng)。我也沒(méi)有詳細(xì)研究，參看Flash編程手冊(cè)的15.5章節(jié)

03Flash保護(hù)

3.1概述

Flash具有讀寫保護(hù)機(jī)制，主要是用過(guò)選項(xiàng)地址實(shí)現(xiàn)的。還有一次性編程保護(hù)

這講述了選項(xiàng)字節(jié)的構(gòu)成

用戶修改選項(xiàng)字節(jié)

To run any operation on this sector， the option lock bit （OPTLOCK） inthe Flash option control register （FLASH_OPTCR） must be cleared. Tobe allowed to clear this bit， you have to perform the followingsequence：

1. Write OPTKEY1 = 0x0819 2A3B in the Flash option key register（FLASH_OPTKEYR）

2. Write OPTKEY2 = 0x4C5D 6E7F in the Flash option key register（FLASH_OPTKEYR）

The user option bytes can be protected against unwanted erase/programoperations by setting the OPTLOCK bit by software.

這個(gè)上面講述的解鎖Flash相同，就是要寫入不能的數(shù)值

ST提供相應(yīng)的庫(kù)函數(shù)

void FLASH_OB_Unlock（void）void FLASH_OB_Lock（void）

修改用戶字節(jié)的步驟

1、檢查FLASH_SR 寄存器中的BSY 位，以確認(rèn)當(dāng)前未執(zhí)行任何Flash 操作

2、在FLASH_OPTCR 寄存器中寫入所需的選項(xiàng)值

3、將FLASH_OPTCR 寄存器中的選項(xiàng)啟動(dòng)位（OPTSTRT） 置1

4、等待BSY 位清零

3.2 讀保護(hù)

從上面概述中得知，F(xiàn)lash讀保護(hù)共分三個(gè)等級(jí)

1等級(jí)0：沒(méi)有保護(hù)

將0xAA 寫入讀保護(hù)選項(xiàng)字節(jié)（RDP） 時(shí)，讀保護(hù)級(jí)別即設(shè)為0。此時(shí)，在所有自舉配置（Flash用戶自舉、調(diào)試或從RAM 自舉）中，均可執(zhí)行與Flash 或備份SRAM 相關(guān)的所有讀/寫操作（如果未設(shè)置寫保護(hù)）。

2等級(jí)1：閃存讀保護(hù)

這是擦除選項(xiàng)字節(jié)后的默認(rèn)讀保護(hù)級(jí)別。將任意值（分別用于設(shè)置級(jí)別0 和級(jí)別2 的0xAA和0xCC 除外）寫入RDP 選項(xiàng)字節(jié)時(shí)，即激活讀保護(hù)級(jí)別1。設(shè)置讀保護(hù)級(jí)別1 后：

-在連接調(diào)試功能或從RAM 進(jìn)行自舉時(shí)，將不執(zhí)行任何Flash 訪問(wèn)（讀取、擦除和編程）。Flash 讀請(qǐng)求將導(dǎo)致總線錯(cuò)誤。而在使用Flash 用戶自舉功能或在系統(tǒng)存儲(chǔ)器自舉模式下操作時(shí)，則可執(zhí)行所有操作

-激活級(jí)別1 后，如果將保護(hù)選項(xiàng)字節(jié)（RDP） 編程為級(jí)別0，則將對(duì)Flash 和備份SRAM執(zhí)行批量擦除。因此，在取消讀保護(hù)之前，用戶代碼區(qū)域會(huì)清零。批量擦除操作僅擦除用戶代碼區(qū)域。包括寫保護(hù)在內(nèi)的其它選項(xiàng)字節(jié)將保持與批量擦除操作前相同。OTP 區(qū)域不受批量擦除操作的影響，同樣保持不變。

只有在已激活級(jí)別1 并請(qǐng)求級(jí)別0 時(shí)，才會(huì)執(zhí)行批量擦除。當(dāng)提高保護(hù)級(jí)別（0-》1，1-》2， 0-》2） 時(shí)，不會(huì)執(zhí)行批量擦除。

3等級(jí)2：禁止調(diào)試/芯片讀保護(hù)

注意：

在注意中寫道，如果使能了等級(jí)2的讀保護(hù)，永久禁止JTAG端口（相當(dāng)于JTAG熔絲）ST也無(wú)法進(jìn)行分析，說(shuō)白了就是沒(méi)辦法再debug了，目前我沒(méi)有使用到這個(gè)水平的讀保護(hù)

讀保護(hù)庫(kù)函數(shù)

void FLASH_OB_RDPConfig（uint8_t OB_RDP）

查詢讀保護(hù)狀態(tài)庫(kù)函數(shù)

FlagStatus FLASH_OB_GetRDP（void）

3.3 寫保護(hù)

Flash 中的用戶扇區(qū)（0到11）具備寫保護(hù)功能，可防止因程序計(jì)數(shù)器（PC） 跑飛而發(fā)生意外的寫操作。當(dāng)扇區(qū)i 中的非寫保護(hù)位（nWRPi， 0 ≤ i ≤ 11） 為低電平時(shí)，無(wú)法對(duì)扇區(qū)i 執(zhí)行擦除或編程操作。因此，如果某個(gè)扇區(qū)處于寫保護(hù)狀態(tài)，則無(wú)法執(zhí)行批量擦除。如果嘗試對(duì)Flash 中處于寫保護(hù)狀態(tài)的區(qū)域執(zhí)行擦除/編程操作（由寫保護(hù)位保護(hù)的扇區(qū)、鎖定的OTP 區(qū)域或永遠(yuǎn)不能執(zhí)行寫操作的Flash 區(qū)域，例如ICP），則FLASH_SR 寄存器中的寫保護(hù)錯(cuò)誤標(biāo)志位（WRPERR） 將置1。

寫保護(hù)庫(kù)函數(shù)

void FLASH_OB_WRPConfig（uint32_t OB_WRP， FunctionalState NewState）

查詢寫保護(hù)狀態(tài)庫(kù)函數(shù)

uint16_t FLASH_OB_GetWRP（void）

04一次性可編程字節(jié)

沒(méi)有使用過(guò)，使用了芯片就廢了吧，沒(méi)有做過(guò)這個(gè)等級(jí)等保護(hù)，可以參看Flash編程手冊(cè)的2.7章節(jié)

05代碼

關(guān)于讀寫保護(hù)代碼如何調(diào)用的問(wèn)題，在stm32f2xx_flash.c文件中有調(diào)用說(shuō)明。

/** @defgroup FLASH_Group3 Option Bytes Programming functions * @brief Option Bytes Programming functions *@verbatim =============================================================================== Option Bytes Programming functions ===============================================================================

This group includes the following functions： - void FLASH_OB_Unlock（void） - void FLASH_OB_Lock（void） - void FLASH_OB_WRPConfig（uint32_t OB_WRP， FunctionalState NewState） - void FLASH_OB_RDPConfig（uint8_t OB_RDP） - void FLASH_OB_UserConfig（uint8_t OB_IWDG， uint8_t OB_STOP， uint8_t OB_STDBY） - void FLASH_OB_BORConfig（uint8_t OB_BOR） - FLASH_Status FLASH_ProgramOTP（uint32_t Address， uint32_t Data） - FLASH_Status FLASH_OB_Launch（void） - uint32_t FLASH_OB_GetUser（void） - uint8_t FLASH_OB_GetWRP（void） - uint8_t FLASH_OB_GetRDP（void） - uint8_t FLASH_OB_GetBOR（void） Any operation of erase or program should follow these steps： 1. Call the FLASH_OB_Unlock（） function to enable the FLASH option control register access

2. Call one or several functions to program the desired Option Bytes： - void FLASH_OB_WRPConfig（uint32_t OB_WRP， FunctionalState NewState） =》 to Enable/Disable the desired sector write protection - void FLASH_OB_RDPConfig（uint8_t OB_RDP） =》 to set the desired read Protection Level - void FLASH_OB_UserConfig（uint8_t OB_IWDG， uint8_t OB_STOP， uint8_t OB_STDBY） =》 to configure the user Option Bytes. - void FLASH_OB_BORConfig（uint8_t OB_BOR） =》 to set the BOR Level

3. Once all needed Option Bytes to be programmed are correctly written， call the FLASH_OB_Launch（） function to launch the Option Bytes programming process. @note When changing the IWDG mode from HW to SW or from SW to HW， a system reset is needed to make the change effective.

4. Call the FLASH_OB_Lock（） function to disable the FLASH option control register access （recommended to protect the Option Bytes against possible unwanted operations） @endverbatim * @{ */

原文標(biāo)題：STM32 Flash詳解

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