STM32F0x HAL库学习笔记（6）片内闪存（Flash）的读写操作

本文开发环境：

• MCU型号：STM32F051R8T6
• IDE环境： MDK 5.25
• 代码生成工具：STM32CubeMx 5.0.1
• HAL库版本：v1.9.0（STM32Cube MCU Package for STM32F0 Series）
  
  

本文内容：

1. MCU片内Flash（闪存）的擦除与读写
2. 一个Flash读写例子

Example

首先给出一个Flash程序一个完整的片段：

... ...
#include "stm32f0xx_hal.h"
... ...
static FLASH_EraseInitTypeDef EraseInitStruct = {
	.TypeErase = FLASH_TYPEERASE_PAGES,       //页擦除
	.PageAddress = 0x08008000,                //擦除地址
	.NbPages = 1                              //擦除页数
};
... ...
  while (1)
  {
		HAL_FLASH_Unlock();
		uint32_t PageError = 0;
		__disable_irq();                             //擦除前关闭中断
		if (HAL_FLASHEx_Erase(&EraseInitStruct,&PageError) == HAL_OK)
		{
			printf("擦除 成功\r\n");
		}
		__enable_irq();                             //擦除后打开中断
		uint32_t writeFlashData = 0x55555555;        //待写入的值
		uint32_t addr = 0x08008000;                  //写入的地址
		HAL_FLASH_Program(FLASH_TYPEPROGRAM_WORD,addr, writeFlashData);
		printf("at address:0x%x, read value:0x%x\r\n", addr, *(__IO uint32_t*)addr);
	    HAL_FLASH_Lock();
		while(1);
		
    /* USER CODE END WHILE */
    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }

本地代码段写在main.c中，STMCubeMx生成工程时已经在main.c文件中包含了各种头文件，所以这段代码可以直接使用的，如果我们想在其它文件中使用它，请记得包含HAL库头文件：

#include "stm32f0xx_hal.h"

特别的，擦除flash的时候不能执行其他程序，所以擦除前要关闭中断，擦除后记得恢复中断状态。这段代码一旦运行，就会在特定地址写入特定的值，并可以通过串口助手查看数据：

FLASH 简介

Reference manual （RM0091）手册给出了该系列的用户Flash的起始地址，Page，Sector的划分，这个是一个重要的参考信息，因为在Flash操作中，我们要写入数据需要先擦除数据，而擦除的最小单位是PAGE。单片机有几种启动模式，但大多数是从0x0800 0000这段代码开始运行的，我们的代码也是从这个地址开始烧录。这类似于我们计算机，常见开机就是从C盘（如果C是系统盘）启动，但是也可以设置从U盘启动。由于Flash的介绍，手册和网上已经有非常多的资料，这里不再赘述（推荐阅读：[CortexM0–stm32f0308]Flash memory）。

Flash 的上锁与解锁

在操作Flash之前，我们都需要对Flash进行解锁，对应的，操作完Flash之后，则需要对Flash进行上锁。这里的操作包括擦除，读和写等。HAL库提供了2个API，用户可以直接调用：

HAL_StatusTypeDef HAL_FLASH_Unlock(void);
HAL_StatusTypeDef HAL_FLASH_Lock(void);

Flash 的擦除

在擦除Flash之前，我们需要确定一些参数，擦除的地址，擦除的页数等，HAL库提供了一个与之相关的结构体：

typedef struct
{
  uint32_t TypeErase;   /*!< TypeErase: Mass erase or page erase.
                             This parameter can be a value of @ref FLASHEx_Type_Erase */
                             
  uint32_t PageAddress; /*!< PageAdress: Initial FLASH page address to erase when mass erase is disabled
                             This parameter must be a number between Min_Data = FLASH_BASE and Max_Data = FLASH_BANK1_END */
                             
  uint32_t NbPages;     /*!< NbPages: Number of pagess to be erased.
                             This parameter must be a value between Min_Data = 1 and Max_Data = (max number of pages - value of initial page)*/
                                                          
} FLASH_EraseInitTypeDef;

所以在使用擦除函数之前，我们先定义一个结构体，并初始化它：

static FLASH_EraseInitTypeDef EraseInitStruct = {
	.TypeErase = FLASH_TYPEERASE_PAGES,        //擦除类型：page擦除，即擦除整页。也可以选择擦除整片
	.PageAddress = 0x08008000,                 //擦除起始地址
	.NbPages = 1                               //擦除页数
};

初始化好结构体之后，就可以使用HAL官方提供的API进行擦除：

HAL_StatusTypeDef HAL_FLASHEx_Erase(FLASH_EraseInitTypeDef *pEraseInit, uint32_t *PageError)

其中第一个参数为指针，我们传入我们上文初始化好的结构体，第二个参数用来存放错误信息，我们新建一个值来存储，以下是示例代码：

... ...
uint32_t PageError = 0;
HAL_FLASH_Unlock();
if (HAL_FLASHEx_Erase(&EraseInitStruct,&PageError) == HAL_OK)
{
	printf("Erase Succeed\r\n");
}
	HAL_FLASH_Lock();
... ...

如果你有ST-LINK或者J-LINK此类的调试器，可以使用硬件调试，然后查看0x08000000对应扇区的值，你会发现擦除后的数据全是0xFF。

Flash 的读写操作

Flash的写操作

当我们擦除了一个扇区，该扇区就属于可以写状态，我们可以通过读Flash来确认我们写入的值，HAL库提供的读操作函数如下：

HAL_StatusTypeDef HAL_FLASH_Program(uint32_t TypeProgram, uint32_t Address, uint64_t Data) 

其中：

- TypeProgram ：写类型，只可以是半字(2个字节)或字（4个字节）
- Address     ：地址
- Data        ：写入的数据的值

Flash的读操作

Flash 只需要所在地址，就可以读取对应的值：

 uint32_t pValue= *(__IO uint32_t*)(addr);

以下程序写入一个值，并将整个值读取出来：

... ...
uint32_t writeFlashData = 0x55555555;
uint32_t addr = 0x08008000;
HAL_FLASH_Program(FLASH_TYPEPROGRAM_WORD,addr, writeFlashData);
printf("at address:0x%x, read value:0x%x\r\n", addr, *(__IO uint32_t*)addr);
HAL_FLASH_Lock();
... ...

注意

由于我们经常使用Flash来存放用户程序，所以要特别注意我们读写的时候不破坏到原程序，本文因为程序很小，不可能写到0x08008000，所以直接用这个地址作为例子，在实际运行中，我们需要设计要那些区域是可以用来读写的，避免出现程序错误。