STM32f030f4p6 内部flash 打包读写

2023-08-11 19:05:10

最近做到的项目在运行需要把一组uint8_t(unsigned char)的数据进行掉电储存，想到单片机STM32f030f4p6内部flash可以直接由程序操作，写了以下代码用于uint8_t数据打包保存和读取。

1、程序清单与测试结果

本程序包含5个文件,分别是：

1、Flash.c：内部flash读取储存相关函数

2、Flash.h：flash头文件

3、USART1.c：STM32F030F4P6的串口驱动，串口仅用于打印数据观察。

4、USART1.h：串口头文件

5、main.c：防止程序主入口

1、Flash.c

#include "Flash.h"

#include "USART1.h"

/*******************************************************************************

* Function Name  : doseFlashHasPackedMessage

* Description    : Does flash has packed messages

* Input          : None

* Output         :

* Return         : ture/false

*******************************************************************************/

bool doseFlashHasPackedMessage(void)

{

    uint16_t length;

    uint16_t getHead;    

    /*Is head matched*/

    getHead = (uint16_t)(*(uint16_t*)(STM32F0xx_FLASH_PAGE15_STARTADDR ));

    if( EEPPROM_PACKAGEHEAD != getHead )

    {

        return false;

    }

    /*Is length zero*/

    length = (*(uint16_t*)(STM32F0xx_FLASH_PAGE15_STARTADDR+));

    if(  == length)

    {

        return false;

    }

    return true;

}

/*******************************************************************************

* Function Name  : getValuablePackedMessageLengthofFlash

* Description    : Get valuable packed message length of flash

* Input          : None

* Output         :

* Return         : valuable length

*******************************************************************************/

uint16_t getValuablePackedMessageLengthofFlash( void )

{

    uint16_t length;

    /*Is head matched*/

    if( EEPPROM_PACKAGEHEAD != (*(uint16_t*)(STM32F0xx_FLASH_PAGE15_STARTADDR )) )

    {

        return ;

    }

    /*Get length*/

    length = (uint16_t)(*(uint16_t*)(STM32F0xx_FLASH_PAGE15_STARTADDR+));   

    return length;

}

/*******************************************************************************

* Function Name  : readPackedMessageFromFlash

* Description    : Read packed message form flash

* Input          : buff:point to first location of received buffer.length:Maxmum length of reception

* Output         :

* Return         : reception length

*******************************************************************************/

uint16_t readPackedMessageFromFlash( uint8_t *buff , uint16_t length)

{

    int i;

    uint16_t getLength;

    if( !doseFlashHasPackedMessage() )

        return ;

    /*Get valuable length*/

    getLength = getValuablePackedMessageLengthofFlash();

    /*Read out message*/

    for(i=;i<MIN(getLength,length);i++)

    {

        buff[i]= *(uint8_t*)(STM32F0xx_FLASH_PAGE15_STARTADDR++i);

    }     

    return MIN(getLength,length);

}

/*******************************************************************************

* Function Name  : isItOddNumber

* Description    : is input data an odd number?

* Input          : number:input data

* Output         :

* Return         : true/false

*******************************************************************************/

bool isItOddNumber(uint16_t number)

{

    if( != number%)

    {

        return true;

    }

    return false;

}

/*******************************************************************************

* Function Name  : Flash_eeprom_WriteWithPacked

* Description    : Write a group of datas to flash.

* Input          : buff:pointer of first data, length: write length

* Output         :

* Return         : true/false

*******************************************************************************/

bool writeMessageToFlash( uint8_t *buff , uint16_t length)

{

    uint16_t temp;

    int i;

    /*Protection*/

    if( (length+) > STM32F0xx_PAGE_SIZE )

    {

        return false;

    }

    FLASH_Unlock(  );    

    /*Clear all flags*/

    FLASH_ClearFlag(FLASH_FLAG_EOP | FLASH_FLAG_PGERR | FLASH_FLAG_WRPERR );

    /*Erase first . Do not rember.*/

    if(FLASH_COMPLETE != FLASH_ErasePage(STM32F0xx_FLASH_PAGE15_STARTADDR))//°üº¬ÁËµÈ´ýbusy

    {

        return false;

    }

    /*Write head*/

    FLASH_ProgramHalfWord( STM32F0xx_FLASH_PAGE15_STARTADDR, EEPPROM_PACKAGEHEAD );

    /*Write length*/

    FLASH_ProgramHalfWord( STM32F0xx_FLASH_PAGE15_STARTADDR+ , length );

    /*Write datas*/

    for(i= ;i<length/ ;i++)

    {

        temp = buff[*i]|(uint16_t)buff[*i+]<<;

        FLASH_ProgramHalfWord( STM32F0xx_FLASH_PAGE15_STARTADDR++*i , temp);

    }

    if( isItOddNumber(length) )//Write one more if length is odd number.

    {

        temp = (uint16_t)buff[length-];

        FLASH_ProgramHalfWord( STM32F0xx_FLASH_PAGE15_STARTADDR++(length-) , temp);

    }

    /*Read out and check*/

    for(i= ;i<length ;i++)

    {

        if( *(uint8_t*)(STM32F0xx_FLASH_PAGE15_STARTADDR++i) != buff[i] )

        {

            FLASH_Lock();

            return false;

        }

    }    

    FLASH_Lock();

    return true;

}

/*******************************************************************************

* Function Name  : flashReadWriteTest

* Description    : Flash read write test.

* Input          : None

* Output         : None

* Return         : None

*******************************************************************************/

void flashReadWriteTest( void )

{

    #define testReadWriteNumber  200

    uint8_t buff_write[testReadWriteNumber]={};

    uint8_t buff_read[testReadWriteNumber]={};

    uint16_t length;

    int i;

    for( i=;i<testReadWriteNumber;i++)

    {

        buff_write[i]=i;

    }

    writeMessageToFlash( buff_write , testReadWriteNumber);

    length = readPackedMessageFromFlash( buff_read , testReadWriteNumber);

    printf("length=%d\r\n",length);

    for(i=;i<length;i++)

    {

        printf("read[%d]=%d\r\n",i,buff_read[i]);

    }

    while();

}

2、Flash.h

#ifndef __FLASH_H

#define __FLASH_H

#include "stm32f0xx.h"

#include <stdbool.h>

//Message head

#define EEPPROM_PACKAGEHEAD 0xAA55//

//Flash page head

#define STM32F0xx_PAGE_SIZE 0x400

#define STM32F0xx_FLASH_PAGE0_STARTADDR 0x8000000

#define STM32F0xx_FLASH_PAGE1_STARTADDR (STM32F0xx_FLASH_PAGE0_STARTADDR+STM32F0xx_PAGE_SIZE)

#define STM32F0xx_FLASH_PAGE2_STARTADDR (STM32F0xx_FLASH_PAGE0_STARTADDR+2*STM32F0xx_PAGE_SIZE)

#define STM32F0xx_FLASH_PAGE3_STARTADDR (STM32F0xx_FLASH_PAGE0_STARTADDR+3*STM32F0xx_PAGE_SIZE)

#define STM32F0xx_FLASH_PAGE4_STARTADDR (STM32F0xx_FLASH_PAGE0_STARTADDR+4*STM32F0xx_PAGE_SIZE)

#define STM32F0xx_FLASH_PAGE5_STARTADDR (STM32F0xx_FLASH_PAGE0_STARTADDR+5*STM32F0xx_PAGE_SIZE)

#define STM32F0xx_FLASH_PAGE6_STARTADDR (STM32F0xx_FLASH_PAGE0_STARTADDR+6*STM32F0xx_PAGE_SIZE)

#define STM32F0xx_FLASH_PAGE7_STARTADDR (STM32F0xx_FLASH_PAGE0_STARTADDR+7*STM32F0xx_PAGE_SIZE)

#define STM32F0xx_FLASH_PAGE8_STARTADDR (STM32F0xx_FLASH_PAGE0_STARTADDR+8*STM32F0xx_PAGE_SIZE)

#define STM32F0xx_FLASH_PAGE9_STARTADDR (STM32F0xx_FLASH_PAGE0_STARTADDR+9*STM32F0xx_PAGE_SIZE)

#define STM32F0xx_FLASH_PAGE10_STARTADDR (STM32F0xx_FLASH_PAGE0_STARTADDR+10*STM32F0xx_PAGE_SIZE)

#define STM32F0xx_FLASH_PAGE11_STARTADDR (STM32F0xx_FLASH_PAGE0_STARTADDR+11*STM32F0xx_PAGE_SIZE)

#define STM32F0xx_FLASH_PAGE12_STARTADDR (STM32F0xx_FLASH_PAGE0_STARTADDR+12*STM32F0xx_PAGE_SIZE)

#define STM32F0xx_FLASH_PAGE13_STARTADDR (STM32F0xx_FLASH_PAGE0_STARTADDR+13*STM32F0xx_PAGE_SIZE)

#define STM32F0xx_FLASH_PAGE14_STARTADDR (STM32F0xx_FLASH_PAGE0_STARTADDR+14*STM32F0xx_PAGE_SIZE)

#define STM32F0xx_FLASH_PAGE15_STARTADDR (STM32F0xx_FLASH_PAGE0_STARTADDR+15*STM32F0xx_PAGE_SIZE)

#define MIN(A,B) (A<B?A:B)

void flashReadWriteTest( void ) ;

#endif

3、USART1.c

#include "USART1.h"

void USART1_Init(void)

{

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

    RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOA, ENABLE);

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);

    GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource9, GPIO_AF_1);

    GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource10, GPIO_AF_1);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

    GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;

    GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;

    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    USART_InitStructure.USART_BaudRate = ;

    USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;

    USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;

    USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;

    USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;

    USART_InitStructure.USART_Mode =  USART_Mode_Tx;

    USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);

    USART_Cmd(USART1, ENABLE);

}

void USART1_IRQHandler(void)

{

}

/**

  * @brief  Retargets the C library printf function to the USART.

  * @param  None

  * @retval None

  */

PUTCHAR_PROTOTYPE

{

    /* Place your implementation of fputc here */

    /* e.g. write a character to the USART */

    USART_SendData(USART1, (uint8_t) ch);

    /* Loop until the end of transmission */

    while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET)

    {}

    return ch;

}

4、USART1.h

#ifndef __BSP_USART1_H

#define __BSP_USART1_H

#include "stm32f0xx.h"

#include <stdio.h>

#ifdef __GNUC__

/* With GCC/RAISONANCE, small printf (option LD Linker->Libraries->Small printf

   set to 'Yes') calls __io_putchar() */

#define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)

#else

#define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)

#endif /* __GNUC__ */

void USART1_Init(void);

#endif

5、main.c

#include "stm32f0xx.h"

#include "USART1.h"

#include "Flash.h"

int main(void)

{

    USART1_Init();

    flashReadWriteTest();

    while()

    {

    }

}

测试结果：

第54-199省略..

2、程序详解

2.1、内存结构：

STM32F0xx的flash结构如下:最多具有64页,每页1KByte大小。

我使用的STM32F030F4P6 flash区域有16K，所以实际上只有0-15页，本程序中把需要保存的数据数据存放在最后一页（第15页）中。

2.2、定义数据包结构

为了保证储存和读出flash的数据是正确的，本程序将写入flash数据分为3个区域

报头区：写入数据的时候，将第15页的第1、2字节写入0xaa55，在读出的时候如果此位置不是0xaa55,则表示这段数据数据无效，不是由自己存入的数据或者程序出现了异常；
长度：写入数据的时候，第15页的第3、4字节写入有效数据的长度，读出这个字段，就知道上次自己一共存入了多少数据；
数据段：从第15页的第5字节开始，全部字节（1020byte）用于储存uint8_t类型的数据；

2.3、写操作

写操作有如下步骤：

保护：由于我们只有1Kbyte空间，出去4个字节的报头和长度，实际只能存储1020个u8类型，写太多返回失败。
解flash锁
页擦除
写入数据包
上锁

/*******************************************************************************

* Function Name  : Flash_eeprom_WriteWithPacked

* Description    : Write a group of datas to flash.

* Input          : buff:pointer of first data, length: write length

* Output         :

* Return         : true/false

*******************************************************************************/

bool writeMessageToFlash( uint8_t *buff , uint16_t length)

{

    uint16_t temp;

    int i;

    /*Protection*/

    if( (length+) > STM32F0xx_PAGE_SIZE )

    {

        return false;

    }

    FLASH_Unlock(  );    

    /*Clear all flags*/

    FLASH_ClearFlag(FLASH_FLAG_EOP | FLASH_FLAG_PGERR | FLASH_FLAG_WRPERR );

    /*Erase first . Do not rember.*/

    if(FLASH_COMPLETE != FLASH_ErasePage(STM32F0xx_FLASH_PAGE15_STARTADDR))//°üº¬ÁËµÈ´ýbusy

    {

        return false;

    }

    /*Write head*/

    FLASH_ProgramHalfWord( STM32F0xx_FLASH_PAGE15_STARTADDR, EEPPROM_PACKAGEHEAD );

    /*Write length*/

    FLASH_ProgramHalfWord( STM32F0xx_FLASH_PAGE15_STARTADDR+ , length );

    /*Write datas*/

    for(i= ;i<length/ ;i++)

    {

        temp = buff[*i]|(uint16_t)buff[*i+]<<;

        FLASH_ProgramHalfWord( STM32F0xx_FLASH_PAGE15_STARTADDR++*i , temp);

    }

    if( isItOddNumber(length) )//Write one more if length is odd number.

    {

        temp = (uint16_t)buff[length-];

        FLASH_ProgramHalfWord( STM32F0xx_FLASH_PAGE15_STARTADDR++(length-) , temp);

    }

    /*Read out and check*/

    for(i= ;i<length ;i++)

    {

        if( *(uint8_t*)(STM32F0xx_FLASH_PAGE15_STARTADDR++i) != buff[i] )

        {

            FLASH_Lock();

            return false;

        }

    }    

    FLASH_Lock();

    return true;

}

2.3.1、解锁操作：

用户手册描述如下：

在（芯片）重置过后，为了防止多余的擦写操作flash会被保护。除了OBL_LAUNCH位用于重载option bit，FLASH_CR寄存器的其他部分都不可以访问。

需要把以下两个解锁序列写入FLASH_KEY寄存器，才能访问FLASH_CR：

0x45670123
0xCDEF89AB

检索官方库定位FLASH_Unlock()这个函数，它的底层实现与文档描述相符，另外增加了防止重复解锁的操作，直接使用FLASH_Unlock()这个函数即可以完成解锁。

2.3.2、页擦除

用户手册描述如下：

1、通过检查FLASH_SR寄存器的BSY位来确认flash没有使用

2、把FLASH_CR寄存器的PER位置SET

3、通过编写FLASH_AR寄存器来确认要擦除的页

4、将FLASH_CR寄存器的STRT位置SET

5、等待BSY位rst

6、检查FLASH_SR寄存器中的EOP标记（成功会置SET）（流程图没有、库函数没检查）

7、清除EOP标记（流程图没有、库函数没清除）

检索官方库定位到FLASH_ErasePage(uint32_t Page_Address)这个函数，它的底层实现与文档流程图描述相符，值得注意的是，手册描述中6、7步并没有出现在手册的流程图和库函数中(库版本V1.2.0)。但在使用中没有出现问题，这里先记录看以后使用中会不会出现问题

2.3.3、往flash中写入数据

用户手册描述如下

　　1、通过检查FLASH_SR寄存器的BSY位来确认flash没有使用

　　2、设置FLASH_CR寄存器的PG位

　　3、在目标地址上写入半个word的数据

　　4、等BSY位reset

　　5、检查FLASH_SR寄存器的EOP标记（SET表示成功）（流程图没有出现、库函数中没检查）

检索官方库定位到FLASH_ErasePage(uint32_t Page_Address)这个函数，它的底层实现与文档流程图描述相符，同样地，库函数没有检查第五步的EOP标记

2.3.4、上锁操作

根据手册提示，定位到库函数void FLASH_Lock(void)。只要置位LOCK位就上锁了。

2.4、读操作

程序如下

/*******************************************************************************

* Function Name  : readPackedMessageFromFlash

* Description    : Read packed message form flash

* Input          : buff:point to first location of received buffer.length:Maxmum length of reception

* Output         :

* Return         : reception length

*******************************************************************************/

uint16_t readPackedMessageFromFlash( uint8_t *buff , uint16_t length)

{

    int i;

    uint16_t getLength;

    if( !doseFlashHasPackedMessage() )

        return ;

    /*Get valuable length*/

    getLength = getValuablePackedMessageLengthofFlash();

    /*Read out message*/

    for(i=;i<MIN(getLength,length);i++)

    {

        buff[i]= *(uint8_t*)(STM32F0xx_FLASH_PAGE15_STARTADDR++i);

    }     

    return MIN(getLength,length);

}

根据用户手册提示，读操作是可以直接取址的，所以读操作实际只有如下一句只要用uint8_t类型取出目标地址再取值就可以了。

但是，我们的数据是打包的（详见2.2），所以还需要：

1、根据报头判断是不是有效数据

2、根据长度判断要读取多少数据

3、最后才是读出数据

2.4.1、判断数据有效性：

我们通过报头来判断数据是不是自己写入的。

也就是判断flash第15页的第1、2个字节是不是0xaa55，如果不是，那这段数据是无效的。

另外再判断一下长度字段，如果长度等于0，也就是后面没有数据，那这段数据也是无效的。

/*******************************************************************************

* Function Name  : doseFlashHasPackedMessage

* Description    : Does flash has packed messages

* Input          : None

* Output         :

* Return         : ture/false

*******************************************************************************/

bool doseFlashHasPackedMessage(void)

{

    uint16_t length;

    uint16_t getHead;    

    /*Is head matched*/

    getHead = (uint16_t)(*(uint16_t*)(STM32F0xx_FLASH_PAGE15_STARTADDR ));

    if( EEPPROM_PACKAGEHEAD != getHead )

    {

        return false;

    }

    /*Is length zero*/

    length = (*(uint16_t*)(STM32F0xx_FLASH_PAGE15_STARTADDR+));

    if(  == length)

    {

        return false;

    }

    return true;

}

2.4.2、根据长度读出数据：

在读Flash程序中，getLength是从flash中读出的长度，length是我们指定的最大读取长度。如果getLength大于我们指定读取长度，很可能会造成溢出，所以两者取小的一个防止溢出。

到此为止程序写完了，要是有什么错误或不足的地方还望各位大佬指出，要是使用中出现什么BUG也希望大家回来反馈一下，十分感谢

码农公寓

1、程序清单 与 测试结果