完整教程下载地址：http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=86980
本章节为大家讲解内部Flash的基础知识和对应的HAL库API。
目录
第70章 STM32H7的内部Flash基础知识和HAL库API
70.1 初学者重要提示
70.2 内部Flash基础知识
70.2.1 内部Flash的硬件框图
70.2.2 内部Flash框架
70.2.3 内部Flash读操作
70.2.4 内部Flash写入和擦除操作
70.2.5 内部Flash读保护
70.2.6 内部Flash选项字节
70.2.7 内部Flash的ECC校验
70.3 内部Flash的HAL库用法
70.3.1 内部Flash结构体FLASH_TypeDef
70.3.2 内部Flash擦除结构体FLASH_EraseInitTypeDef
70.3.3 内部Flash的操作总结
70.4 内部Flash源文件stm32h7xx_hal_flash.c
70.4.1 函数HAL_FLASH_Lock
70.4.2 函数HAL_FLASH_Unlock
70.4.3 函数HAL_FLASH_Program
70.4.4 函数HAL_FLASHEx_Erase
70.5 总结
认识一个外设，最好的方式就是看它的框图，方便我们快速的了解内部Flash的基本功能，然后再看手册了解细节。
通过这个框图，我们可以得到如下信息：
D1域总线时钟。
Power on reset 上电复位。
D1域系统复位。
flash中断请求输出。
STM32H7的两个Flash BANK是独立的，读写和擦除互补影响，256bit带宽，CPU访问是采用的两个64bit AXI总线。
关于内部Flash的框架，了解以下几个知识点即可：
BANK1的地址范围：0x0800 0000到0x080F FFFF。
BANK2的地址范围：0x0810 0000到0x081F FFFF。
STM32H7的内部Flash读操作跟内部RAM的读操作是一样的，支持64bit，32bit，16bt和8bit，使用比较简单。这里我们重点普及一个知识点，H7的内部Flash在不同主频下需要做的延迟参数：
对于上面的表格，大家可以看到，当延迟等待设置为0的时候，即无等待，单周期访问，速度可以做到70MHz。增加1个Flash周期后，访问速度可以做到140MHz。当增加到3个或4个Flash周期后，最高速度可以做到225MHz。
了解了这个知识点后，再来看下面的时序，非常具有参考意义：
注：ACLK、ARADDR、ARVALID、RDATA、RVALID 和RLAST是AXI总线信号。Flash读和Flash数据是 Flash 接口信号。
关于这个时序要要认识到以下几点：
下面是连续读取8个64bit数据的时序图，跟连续读取4个64bit数据基本是一样的，只是多读取了4组数据。
最重要的知识点放在开头说：STM32H7内部Flash的写操作地址必须是32字节对齐（此地址对32求余数为0），写入的数据量也必须是32字节整数倍，不足32字节整数倍，补0也要是整数倍。
这里我们重点了解Flash的写入和擦除流程。Flash的写入扇区流程如下：
Flash的擦除流程如下：
内部Flash支持三级读保护RDP（read out protection）。
默认设置，所有读写和擦除操作都可以正常支持。
特别注意：Level2修改是永久性的，一旦配置为Level2将不再支持被修改。
如果大家要设置读保护的话，使用HAL的API可以设置，也可以使用STM32CubeProg设置：
Flash选项字节主要用于boot地址设置，安全保护，Flash扇区保护等，涉及到的选项比较多。如果大家打算了解这一部分的话，使用STM32CubeProg进行设置即可，也比较方便。
这里先说下为什么内部Flash要带ECC校验，因为随着芯片的制造工艺水平越高，带电粒子产生的位翻转就越多，此时的ECC是必须要有的，一般可以纠正1-2个bit，安全等级高的Flash类存储器和RAM类都是必须要带ECC的。
对于STM32H7带的ECC校验，一般不需要用户去管理。
关于ECC方面的知识，专门整理了一个帖子：
http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=86777
内部Flash相关的寄存器是通过HAL库中的结构体FLASH_TypeDef定义的，在stm32h743xx.h中可以找到这个类型定义：
typedef struct
{__IO uint32_t ACR; __IO uint32_t KEYR1; __IO uint32_t OPTKEYR; __IO uint32_t CR1; __IO uint32_t SR1; __IO uint32_t CCR1; __IO uint32_t OPTCR; __IO uint32_t OPTSR_CUR; __IO uint32_t OPTSR_PRG; __IO uint32_t OPTCCR; __IO uint32_t PRAR_CUR1; __IO uint32_t PRAR_PRG1; __IO uint32_t SCAR_CUR1; __IO uint32_t SCAR_PRG1; __IO uint32_t WPSN_CUR1; __IO uint32_t WPSN_PRG1; __IO uint32_t BOOT_CUR; __IO uint32_t BOOT_PRG; uint32_t RESERVED0[2]; __IO uint32_t CRCCR1; __IO uint32_t CRCSADD1; __IO uint32_t CRCEADD1; __IO uint32_t CRCDATA; __IO uint32_t ECC_FA1; uint32_t RESERVED1[40]; __IO uint32_t KEYR2; uint32_t RESERVED2; __IO uint32_t CR2; __IO uint32_t SR2; __IO uint32_t CCR2; uint32_t RESERVED3[4]; __IO uint32_t PRAR_CUR2; __IO uint32_t PRAR_PRG2; __IO uint32_t SCAR_CUR2; __IO uint32_t SCAR_PRG2; __IO uint32_t WPSN_CUR2; __IO uint32_t WPSN_PRG2; uint32_t RESERVED4[4]; __IO uint32_t CRCCR2; __IO uint32_t CRCSADD2; __IO uint32_t CRCEADD2; __IO uint32_t CRCDATA2; __IO uint32_t ECC_FA2;
} FLASH_TypeDef;
这个结构体的成员名称和排列次序和CPU的寄存器是一 一对应的。
__IO表示volatile, 这是标准C语言中的一个修饰字，表示这个变量是非易失性的，编译器不要将其优化掉。core_m7.h 文件定义了这个宏：
下面我们看下Flash的定义，在stm32h743xx.h文件。 我们访问Flash的CR1寄存器可以采用这种形式：FLASH->CR1 = 0。 下面是做内部Flash擦除的结构体，用到的地方比较多： 下面将结构体成员逐一做个说明： 用于选择BANK擦除还是扇区擦除，H743有两个BANK，每个BANK有个8个扇区，每个扇区128KB。具体支持的参数如下： 用于选择要擦除的BANK，或者两个BANK都选择： 用于选择要擦除的扇区： 用于设置要擦除的扇区个数，对于STM32H743来说，范围1到8。 用于设置编程的并行位数，电压不同，位数不同： 使用方法由HAL库提供： 此文件涉及到的函数较多，这里把几个常用的函数做个说明： 函数原型： 函数描述： 用于Flash加锁，加锁后将不能对Flash进行编程和擦除。 函数原型： 函数描述： 此函数用于Flash解锁，解锁后可以对Flash进行擦除和编程。 函数原型： 函数描述： 此函数主要用于Flash编程，固定编程32个字节数据。 函数参数： 注意事项： 函数原型： 函数描述： 用于内部Flash的批量擦除（BANK擦除）和扇区方式擦除。 函数参数： 本章节就为大家讲解这么多，对于内部Flash编程来说，掌握本章节的这些知识点就够用了，更多的知识点可以看STM32H7的参考手册学习。 #define __O volatile /*!#define PERIPH_BASE (0x40000000UL)
#define D1_AHB1PERIPH_BASE (PERIPH_BASE + 0x12000000UL)
#define FLASH_R_BASE (D1_AHB1PERIPH_BASE + 0x2000UL)
#define FLASH ((FLASH_TypeDef *) FLASH_R_BASE) <----- 展开这个宏，(FLASH_TypeDef *)0x5200200070.3.2 内部Flash擦除结构体FLASH_EraseInitTypeDef
typedef struct
{uint32_t TypeErase; uint32_t Banks; uint32_t Sector; uint32_t NbSectors; uint32_t VoltageRange;
} FLASH_EraseInitTypeDef;#define FLASH_TYPEERASE_SECTORS 0x00U /* 扇区方式擦除 */
#define FLASH_TYPEERASE_MASSERASE 0x01U /* BANK方式擦除 */#define FLASH_BANK_1 0x01U /* Bank 1 */
#define FLASH_BANK_2 0x02U /* Bank 2 */
#define FLASH_BANK_BOTH (FLASH_BANK_1 | FLASH_BANK_2) /* Bank1 和 Bank2 */#define FLASH_SECTOR_0 0U /* Sector Number 0 */
#define FLASH_SECTOR_1 1U /* Sector Number 1 */
#define FLASH_SECTOR_2 2U /* Sector Number 2 */
#define FLASH_SECTOR_3 3U /* Sector Number 3 */
#define FLASH_SECTOR_4 4U /* Sector Number 4 */
#define FLASH_SECTOR_5 5U /* Sector Number 5 */
#define FLASH_SECTOR_6 6U /* Sector Number 6 */
#define FLASH_SECTOR_7 7U /* Sector Number 7 */#define FLASH_VOLTAGE_RANGE_1 0x00000000U /* Flash program/erase by 8 bits */
#define FLASH_VOLTAGE_RANGE_2 FLASH_CR_PSIZE_0 /* Flash program/erase by 16 bits */
#define FLASH_VOLTAGE_RANGE_3 FLASH_CR_PSIZE_1 /* Flash program/erase by 32 bits */
#define FLASH_VOLTAGE_RANGE_4 FLASH_CR_PSIZE /* Flash program/erase by 64 bits */70.3.3 内部Flash的操作总结
70.4 内部Flash源文件stm32h7xx_hal_flash.c
70.4.1 函数HAL_FLASH_Lock
HAL_StatusTypeDef HAL_FLASH_Lock(void)
{
/* 设置FLASH Bank1控制寄存器Lock位，即禁止访问 */SET_BIT(FLASH->CR1, FLASH_CR_LOCK);/* 验证Flash Bank1是否已经被锁住 */if (READ_BIT(FLASH->CR1, FLASH_CR_LOCK) == 0U){return HAL_ERROR;}/* 设置FLASH Bank2控制寄存器Lock位，即禁止访问 */SET_BIT(FLASH->CR2, FLASH_CR_LOCK);/* 验证Flash Bank2是否已经被锁住 */if (READ_BIT(FLASH->CR2, FLASH_CR_LOCK) == 0U){return HAL_ERROR;}return HAL_OK;
}70.4.2 函数HAL_FLASH_Unlock
HAL_StatusTypeDef HAL_FLASH_Unlock(void)
{if(READ_BIT(FLASH->CR1, FLASH_CR_LOCK) != 0U){/* 允许访问Flash Bank1 */WRITE_REG(FLASH->KEYR1, FLASH_KEY1);WRITE_REG(FLASH->KEYR1, FLASH_KEY2);/* 验证是否已经解锁 */if (READ_BIT(FLASH->CR1, FLASH_CR_LOCK) != 0U){return HAL_ERROR;}}if(READ_BIT(FLASH->CR2, FLASH_CR_LOCK) != 0U){/* 允许访问Flash Bank2 */WRITE_REG(FLASH->KEYR2, FLASH_KEY1);WRITE_REG(FLASH->KEYR2, FLASH_KEY2);/* 验证是否已经解锁 */if (READ_BIT(FLASH->CR2, FLASH_CR_LOCK) != 0U){return HAL_ERROR;}}return HAL_OK;
}70.4.3 函数HAL_FLASH_Program
HAL_StatusTypeDef HAL_FLASH_Program(uint32_t TypeProgram, uint32_t FlashAddress, uint32_t DataAddress)
{HAL_StatusTypeDef status;__IO uint32_t *dest_addr = (__IO uint32_t *)FlashAddress;__IO uint32_t *src_addr = (__IO uint32_t*)DataAddress;uint32_t bank;uint8_t row_index = FLASH_NB_32BITWORD_IN_FLASHWORD;/* 检测参数 */assert_param(IS_FLASH_TYPEPROGRAM(TypeProgram));assert_param(IS_FLASH_PROGRAM_ADDRESS(FlashAddress));/* 上锁 */__HAL_LOCK(&pFlash);#if defined (FLASH_OPTCR_PG_OTP)if((IS_FLASH_PROGRAM_ADDRESS_BANK1(FlashAddress)) || (IS_FLASH_PROGRAM_ADDRESS_OTP(FlashAddress)))
#elseif(IS_FLASH_PROGRAM_ADDRESS_BANK1(FlashAddress))
#endif {bank = FLASH_BANK_1;}else{bank = FLASH_BANK_2;}/* 错误标识，无错误 */pFlash.ErrorCode = HAL_FLASH_ERROR_NONE;/* 等待操作完成 */status = FLASH_WaitForLastOperation((uint32_t)FLASH_TIMEOUT_VALUE, bank);if(status == HAL_OK){if(bank == FLASH_BANK_1){
#if defined (FLASH_OPTCR_PG_OTP)if (TypeProgram == FLASH_TYPEPROGRAM_OTPWORD){/* 设置OTP寄存器的PG位，使能可以编程 */SET_BIT(FLASH->OPTCR, FLASH_OPTCR_PG_OTP);}else
#endif {/* 设置PG位，使能可编程 */SET_BIT(FLASH->CR1, FLASH_CR_PG);}}else{/* 设置PG位 */SET_BIT(FLASH->CR2, FLASH_CR_PG);}__ISB();__DSB();#if defined (FLASH_OPTCR_PG_OTP)if (TypeProgram == FLASH_TYPEPROGRAM_OTPWORD){/* 编程OTP(16 bits) */*(__IO uint16_t *)FlashAddress = *(__IO uint16_t*)DataAddress;}else
#endif {/* 对Flash进行编程 */do{*dest_addr = *src_addr;dest_addr++;src_addr++;row_index--;} while (row_index != 0U);}__ISB();__DSB();/* 等待最后一次操作完成 */status = FLASH_WaitForLastOperation((uint32_t)FLASH_TIMEOUT_VALUE, bank);#if defined (FLASH_OPTCR_PG_OTP)if (TypeProgram == FLASH_TYPEPROGRAM_OTPWORD){/* 如果编程操作完成，关闭OTP PG位 */CLEAR_BIT(FLASH->OPTCR, FLASH_OPTCR_PG_OTP);}else
#endif {if(bank == FLASH_BANK_1){/* 如果操作完成，关闭PG位 */CLEAR_BIT(FLASH->CR1, FLASH_CR_PG);}else{/* 如果操作完成，关闭PG位 */CLEAR_BIT(FLASH->CR2, FLASH_CR_PG);}}}/* 解锁 */__HAL_UNLOCK(&pFlash);return status;
}70.4.4 函数HAL_FLASHEx_Erase
HAL_StatusTypeDef HAL_FLASHEx_Erase(FLASH_EraseInitTypeDef *pEraseInit, uint32_t *SectorError)
{HAL_StatusTypeDef status = HAL_OK;uint32_t sector_index;/* 检查参数 */assert_param(IS_FLASH_TYPEERASE(pEraseInit->TypeErase));assert_param(IS_FLASH_BANK(pEraseInit->Banks));/* 上锁 */__HAL_LOCK(&pFlash);/* 无错误 */pFlash.ErrorCode = HAL_FLASH_ERROR_NONE;/* 等待BANK1的操作完成 */if((pEraseInit->Banks & FLASH_BANK_1) == FLASH_BANK_1){if(FLASH_WaitForLastOperation((uint32_t)FLASH_TIMEOUT_VALUE, FLASH_BANK_1) != HAL_OK){status = HAL_ERROR;}}/* 等待BANK2的操作完成 */if((pEraseInit->Banks & FLASH_BANK_2) == FLASH_BANK_2){if(FLASH_WaitForLastOperation((uint32_t)FLASH_TIMEOUT_VALUE, FLASH_BANK_2) != HAL_OK){status = HAL_ERROR;}}if(status == HAL_OK){if(pEraseInit->TypeErase == FLASH_TYPEERASE_MASSERASE){/* 整个BANK1或者BANK2擦除 */FLASH_MassErase(pEraseInit->VoltageRange, pEraseInit->Banks);/* 等待操作完成 */if((pEraseInit->Banks & FLASH_BANK_1) == FLASH_BANK_1){if(FLASH_WaitForLastOperation((uint32_t)FLASH_TIMEOUT_VALUE, FLASH_BANK_1) != HAL_OK){status = HAL_ERROR;}/* 如果擦除完成，关闭BANK1的BER位 */FLASH->CR1 &= (~FLASH_CR_BER);}if((pEraseInit->Banks & FLASH_BANK_2) == FLASH_BANK_2){if(FLASH_WaitForLastOperation((uint32_t)FLASH_TIMEOUT_VALUE, FLASH_BANK_2) != HAL_OK){status = HAL_ERROR;}/* 如果擦除操作完成，关闭BANK2的BER位 */FLASH->CR2 &= (~FLASH_CR_BER);}}else{/* 初始化扇区错误码 */*SectorError = 0xFFFFFFFFU;/* 扇区方式擦除 */for(sector_index = pEraseInit->Sector; sector_index <(pEraseInit->NbSectors + pEraseInit->Sector);sector_index++){FLASH_Erase_Sector(sector_index, pEraseInit->Banks, pEraseInit->VoltageRange);if((pEraseInit->Banks & FLASH_BANK_1) == FLASH_BANK_1){/* 等待BANK1操作完成 */status = FLASH_WaitForLastOperation((uint32_t)FLASH_TIMEOUT_VALUE, FLASH_BANK_1);/* 如果擦除操作完成，禁止SER位 */FLASH->CR1 &= (~(FLASH_CR_SER | FLASH_CR_SNB));}if((pEraseInit->Banks & FLASH_BANK_2) == FLASH_BANK_2){/* 等待BANK2操作完成 */status = FLASH_WaitForLastOperation((uint32_t)FLASH_TIMEOUT_VALUE, FLASH_BANK_2);/* 如果擦除操作完成，禁止SER位 */FLASH->CR2 &= (~(FLASH_CR_SER | FLASH_CR_SNB));}if(status != HAL_OK){/* 如果擦除出错，停止后续擦除，返回擦除异常的扇区号 */*SectorError = sector_index;break;}}}}/* 解锁 */__HAL_UNLOCK(&pFlash);return status;
}70.5 总结
京公网安备 11010802041100号 | 京ICP备19059560号-4 | PHP1.CN 第一PHP社区 版权所有