STM32系列(HAL库)——内部FLASH读写实验(含结构体的保存)-拓冰建站

STM32系列HAL库——内部FLASH读写实验含结构体的保存

flash相关知识背景
FLASH操作流程
关于STM32的Flash的一些说明
FLASH 驱动代码
结构体操作

flash相关知识背景

STM32中存储区分为：随机存取存储器RAM和只读存储器ROM。
其中：

RAM为常说的内存，比如手机的2G内存4G内存等，就是程序跑起来的时候所占用的存储空间，特点是掉电数据丢失。
ROM为常说的硬盘，比如手机的64G和128G等，可以简单的理解为硬盘的存储空间，特点是掉电数据不丢失，所以又叫“非易失性存储器件”。
ROM又包含：EEPROM和flash。

FLASH操作流程

Flash操作已经属于嵌入式设备中很底层的操作了，直接对地址进行存取，简单描述，Flash操作大致需要以下流程：

1、确定要写入Flash的首地址（稍后介绍确定地址的方法）
2、解锁Flash
3、对Flash进行操作（写入数据）
4、对Flash重新上锁

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
在这里插入图片描述

(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

FLASH 驱动代码

stmflash.c

#include "stmflash.h"FLASH_ProcessTypeDef p_Flash; 
u16 STMFLASH_BUF[STM_SECTOR_SIZE/2];    //缓存数组/*********************************************************************************** 函数功能: 读取指定地址的半字(16位数据) * 输入参数: faddr：读地址* 返 回 值: 对应数据* 说    明： */
u16 STMFLASH_ReadHalfWord(u32 faddr)
{return *(vu16*)faddr; 
}#if STM32_FLASH_WREN	//如果使能了写   /*********************************************************************************** 函数功能:不检查的写入* 输入参数: WriteAddr:起始地址、pBuffer:数据指针、NumToWrite:半字(16位)数 * 返 回 值: 无* 说    明： */
void STMFLASH_Write_NoCheck(u32 WriteAddr,u16 *pBuffer,u16 NumToWrite)   
{ 			 		 u16 i;for(i=0;i<NumToWrite;i++){HAL_FLASH_Program(FLASH_TYPEPROGRAM_HALFWORD,WriteAddr,pBuffer[i]);WriteAddr+=2;//地址增加2.}  
} /*********************************************************************************** 函数功能:从指定地址开始写入指定长度的数据* 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.)* 返 回 值: 无* 说    明： */
void 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||(WriteAddr>=(STM32_FLASH_BASE+1024*STM32_FLASH_SIZE)))return;//非法地址HAL_FLASH_Unlock();					    //解锁offaddr=WriteAddr-STM32_FLASH_BASE;		//实际偏移地址.secpos=offaddr/STM_SECTOR_SIZE;			//扇区地址  0~64 for STM32F103C8T6secoff=(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;i<secremain;i++)	//校验数据{if(STMFLASH_BUF[secoff+i]!=0XFFFF)break;//需要擦除  	  }if(i<secremain)				//需要擦除{Flash_PageErase(secpos*STM_SECTOR_SIZE+STM32_FLASH_BASE);	//擦除这个扇区FLASH_WaitForLastOperation(FLASH_WAITETIME);            	//等待上次操作完成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！//但是HAL库里面并没有做，应该是HAL库bug！for(i=0;i<secremain;i++)//复制{STMFLASH_BUF[i+secoff]=pBuffer[i];	  }STMFLASH_Write_NoCheck(secpos*STM_SECTOR_SIZE+STM32_FLASH_BASE,STMFLASH_BUF,STM_SECTOR_SIZE/2);//写入整个扇区  }else {FLASH_WaitForLastOperation(FLASH_WAITETIME);       	//等待上次操作完成STMFLASH_Write_NoCheck(WriteAddr,pBuffer,secremain);//写已经擦除了的,直接写入扇区剩余区间. }if(NumToWrite==secremain)break;//写入结束了else//写入未结束{secpos++;				//扇区地址增1secoff=0;				//偏移位置为0 	 pBuffer+=secremain;  	//指针偏移WriteAddr+=secremain*2;	//写地址偏移(16位数据地址,需要*2)	   NumToWrite-=secremain;	//字节(16位)数递减if(NumToWrite>(STM_SECTOR_SIZE/2))secremain=STM_SECTOR_SIZE/2;//下一个扇区还是写不完else secremain=NumToWrite;//下一个扇区可以写完了}	 };	HAL_FLASH_Lock();		//上锁
}
#endif/*********************************************************************************** 函数功能:从指定地址开始读出指定长度的数据* 输入参数:ReadAddr:起始地址、pBuffer:数据指针、NumToWrite:半字(16位)数* 返 回 值: 无* 说    明： */
void STMFLASH_Read(u32 ReadAddr,u16 *pBuffer,u16 NumToRead)   	
{u16 i;for(i=0;i<NumToRead;i++){pBuffer[i]=STMFLASH_ReadHalfWord(ReadAddr);//读取2个字节.ReadAddr+=2;//偏移2个字节.	}
}/*********************************************************************************** 函数功能:擦除扇区* 输入参数:PageAddress:擦除扇区地址* 返 回 值: 无* 说    明： */
void Flash_PageErase(uint32_t PageAddress)
{/* Clean the error context */p_Flash.ErrorCode = HAL_FLASH_ERROR_NONE;#if defined(FLASH_BANK2_END)if(PageAddress > FLASH_BANK1_END){ /* Proceed to erase the page */SET_BIT(FLASH->CR2, FLASH_CR2_PER);WRITE_REG(FLASH->AR2, PageAddress);SET_BIT(FLASH->CR2, FLASH_CR2_STRT);}else{
#endif /* FLASH_BANK2_END *//* Proceed to erase the page */SET_BIT(FLASH->CR, FLASH_CR_PER);WRITE_REG(FLASH->AR, PageAddress);SET_BIT(FLASH->CR, FLASH_CR_STRT);
#if defined(FLASH_BANK2_END)}
#endif /* FLASH_BANK2_END */}

stmflash.h

#ifndef __STMFLASH_H__
#define __STMFLASH_H__
#include "main.h"  
//=========================数据类型宏定义
#define u8 uint8_t
#define u16 uint16_t
#define u32 uint32_t
#define __IO    volatile 
typedef __IO uint16_t vu16;//=========================用户根据自己的需要设置
#define STM32_FLASH_SIZE 	64 	 	//所选STM32的FLASH容量大小(单位为K)#if     STM32_FLASH_SIZE < 256      //设置扇区大小#define STM_SECTOR_SIZE     1024    //1K字节#else #define STM_SECTOR_SIZE	    2048    //2K字节#endif	
#define STM32_FLASH_BASE    0x08000000 		//STM32 FLASH的起始地址
#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
#define STM32_FLASH_WREN 	1              	//使能FLASH写入(0，不是能;1，使能)
#define FLASH_WAITETIME  	50000          	//FLASH等待超时时间u8 STMFLASH_GetStatus(void);				  //获得状态
u8 STMFLASH_WaitDone(u16 time);				  //等待操作结束
u8 STMFLASH_ErasePage(u32 paddr);			  //擦除页
u8 STMFLASH_WriteHalfWord(u32 faddr, u16 dat);//写入半字
u16 STMFLASH_ReadHalfWord(u32 faddr);		  //读出半字  
void STMFLASH_WriteLenByte(u32 WriteAddr,u32 DataToWrite,u16 Len);	//指定地址开始写入指定长度的数据
u32 STMFLASH_ReadLenByte(u32 ReadAddr,u16 Len);						//指定地址开始读取指定长度数据
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
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
void Flash_PageErase(uint32_t PageAddress);     //扇区擦除#endif

结构体操作

//第一步：变量类型定义 定义结构体类型
typedef  struct
{
//	u16		Parameter;u16   Set_Temperature;									//设置温度 = 保持温度							u16   HLimitTemp;										//恒温上极限温度u16   LLimitTemp;										//恒温下极限温度PIDParam PID_Param;									 	//PID参数u16   PIDcycle;										//PID周期计算u16   CurrentTempError;								    //当前温度误差值		u16   SetTime;											//设置时间		u16   RemainTime;u16		AutoUpdate_Temperature;						//自动上传温度差值u16   CurrentTemp[1];									//当前温度	} FuyuState,*pFuyuState;//第二步：声明一个类型的变量
FuyuState           g_FuyuState= {0};//第三步：变量赋值g_FuyuState.Set_Temperature = 350;								//设置保持温度 一倍g_FuyuState.HLimitTemp = 10;									//恒温上极限温度g_FuyuState.LLimitTemp = 450;									//恒温下极限温度g_FuyuState.PID_Param.KP = 80;									//PDI参数g_FuyuState.PID_Param.KI = 100;									//PDI参数g_FuyuState.PID_Param.KD = 120;									//PDI参数g_FuyuState.PIDcycle = 10;										//PDI周期计算//第四步：FLASH写入STMFLASH_Write(FLASH_SAVE_ADDR,(uint16_t*)&g_FuyuState,sizeof(g_FuyuState));
//第四步：FLASH读出 可以再声明变量保存 进而对照STMFLASH_Read(FLASH_SAVE_ADDR,(uint16_t*)&g_FuyuState,sizeof(g_FuyuState));printf("从数组读取 g_FuyuState.PID_Param.KP后的值为%d\r\n", g_FuyuState.PID_Param.KP);