嵌入式开发--STM32G4系列片上FLASH的读写

这个玩意吧，说起来很简单，就是几行代码的事，但楞是折腾了我大半天时间才搞定。原因后面说，先看代码吧：

读操作

读操作很简单，以32位方式读取的时候是这样的：

data = *(__IO uint32_t *)(0x0800F000);

需要注意的是，当以32位方式读取时，地址需要是4的整数倍，即32位。
8位或16位方式类似操作即可

写操作

需要注意的是，写操作时，是以64位方式写入数据，即以双字的方式写入，以下代码是将一个u64的值0x12345678aabbccdd，写入0x0800F000这个地址

HAL_FLASH_Unlock();
__HAL_FLASH_CLEAR_FLAG(FLASH_FLAG_OPTVERR);
HAL_FLASH_Program(0, 0x0800F000, 0x12345678aabbccdd);
HAL_FLASH_Lock();

扇区擦除

  EraseInitStruct.TypeErase   = FLASH_TYPEERASE_PAGES;    //删除方式
  EraseInitStruct.Page        = start;                    //超始页号
  EraseInitStruct.NbPages     = len;                      //页的数量
  EraseInitStruct.Banks       = bank;                     //bank号
  
  HAL_FLASH_Unlock();         //解锁，以准备进行FLASH操作
  HAL_FLASHEx_Erase(&EraseInitStruct, &err);      //擦除
  HAL_FLASH_Lock();           //上锁，以结束FLASH操作

调试

写完烧录开始调试，发现问题了，有时能写入，有时不能写入。

先找了正点原子的例程来做参考，他的可以写入，但似乎也是有问题，没有仔细研究。而且原子的例程是操作寄存器进行读写的，不直观，移植性也不好，个人还是喜欢用HAL库的方式来做东西。

然后又找了ST的例程来看，刚好手上有一块G4的开发板，于是编译，报错，可能是我的开发环境比较新，与ST官方的编译环境不同，又是一通折腾，编译通过，但一加载调试，就卡死不动。

于是新建工程，再把ST的例程移植到我的工程中，编译通过，可以调试，还是有时能写有时不能写。又回到了起点。

不过在前面的折腾中总结了一个规律，第1次写入几乎都会失败，第2次有一半的机率成功，但后续成功率很高，几乎不会写入失败。于是改进一下，增加对写入的判断，如果发生错误，会重复写入不超过10次，如果超过10次仍然错误，则写入失败。这样就可以保证写入成功了。

测试代码如下

未包含写入失败的相关代码，需要的自行添加。

if(GET_KEY() == 0)
{
  data32[0] = *(__IO uint32_t *)(0x08010000+i*8);		//FLASH读数据，以字的方式读取
  data32[1] = *(__IO uint32_t *)(0x08010000+i*8+4);
  if((data32[0] == 0xffffffff) && (data32[1] == 0xffffffff))	//FLASH内容为空
  {
    LED1(1);
     HAL_FLASH_Unlock();
    __HAL_FLASH_CLEAR_FLAG(FLASH_FLAG_OPTVERR);
    
    flash_count=0;
    while(flash_count < 10)
    {
      if(HAL_FLASH_Program(0, 0x08010000+i*8, 0xaabbccdd12340000+i) == HAL_OK)
        break;
      else
        flash_count++;
    
    }
    HAL_FLASH_Lock();
  }
  data32[0] = *(__IO uint32_t *)(0x08010000+i*8);
  data32[1] = *(__IO uint32_t *)(0x08010000+i*8+4);
  while(GET_KEY() == 0)
    ;
  LED1(0);
  i++;
}

本段代码能正确运行的前提，是待写入区域是空的，即全都是0xFF才行。

封装为函数

将代码封装一下，以便后续调用，并增加了一些条件判断

头文件如下：

//********************************************************************************************************
//*                                                                                   
//*  文件名：LL_flash.h                                                               
//*  文件说明：STM32G系列片上FLASH的相关操作                                                     
//*  作者：李佳                                                                       
//*  微信：LAOLIDESENLIN                                                              
//*  说明：本文档遵循GNU3.0开源许可证规范，即代码可开源并免费使用，引用、修改、衍生代码也需要开源、免费使用，
//*        但不允许修改后和衍生的代码做为闭源的商业软件发布和销售
//*
//********************************************************************************************************

#ifndef __LL_FLASH_H__
#define __LL_FLASH_H__

#include "LL_define.h"


/**************************************************************************************/
/* G431芯片的128KFLASH容量的页地址分布如下，共有1个BANK，64页，每一页2kb大小 */
#define STM32_FLASH_BASE        0x08000000      /* STM32 FLASH 起始地址 */
#define STM32_FLASH_SIZE        0x20000         /* STM32 FLASH 总大小*/
#define STM32_FLASH_PAGE_SIZE   0x800           /* STM32 FLASH 页大小*/


u8 LL_flash_erase_page(u16 start, u8 len, u8 bank);     //删除FLASH扇区
u8 LL_flash_read(u32 addr, u64* pdata64, u32 len_64);   //读片上FLASH
u8 LL_flash_write(u32 addr, u64* pdata64, u32 len_64);  //向片上FLASH写入数据

#endif

C文件如下

//********************************************************************************************************
//*                                                                                   
//*  文件名：LL_flash.c                                                               
//*  文件说明：STM32G系列片上FLASH的相关操作                                                     
//*  作者：李佳                                                                       
//*  微信：LAOLIDESENLIN                                                              
//*  说明：本文档遵循GNU3.0开源许可证规范，即代码可开源并免费使用，引用、修改、衍生代码也需要开源、免费使用，
//*        但不允许修改后和衍生的代码做为闭源的商业软件发布和销售
//*
//*
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//********************************************************************************************************


#include "LL_flash.h"
#include "LL_IO.h"


//按页删除片上FLASH数据
//start: 起始页号
//len:  待删除的页的数量
//bank: bank编号
//返回值：错误类型，0表示无错误
u8 LL_flash_erase_page(u16 start, u8 len, u8 bank)
{
  u32 err;
  u8 ret;
  FLASH_EraseInitTypeDef EraseInitStruct;
  u8 flash_count=0;
  
  EraseInitStruct.TypeErase   = FLASH_TYPEERASE_PAGES;    //删除方式
  EraseInitStruct.Page        = start;                    //超始页号
  EraseInitStruct.NbPages     = len;                      //页的数量
  EraseInitStruct.Banks       = bank;                     //bank号
  
  HAL_FLASH_Unlock();         //解锁，以准备进行FLASH操作
  __HAL_FLASH_CLEAR_FLAG(FLASH_FLAG_OPTVERR);
  
  for(u8 i=0; i<10; i++)      //最多重复10次，如果仍然失败，则返回
  {
    ret = HAL_FLASHEx_Erase(&EraseInitStruct, &err);      //擦除
    if (ret == HAL_OK)
      break;
  }
  
  if(ret != 0)
    led_err_flash(10, 100);   //擦除失败后闪灯提示, 供调试阶段使用, 正式使用时可删除
  
  HAL_FLASH_Lock();           //上锁，以结束FLASH操作
  return ret;
}


//读片上FLASH
//addr: 32位的地址值,该值应当是8的整数倍，因为是按照64位的方式读取数据的
//pdata: 返回的数据首地址
//len: 待读取数据的长度， 长度是按u64的数量
//返回值: 错误类型，0表示无错误
u8 LL_flash_read(u32 addr, u64* pdata64, u32 len_64)
{
  u64 data;
  
  for(u32 i=0; i<len_64; i++)
  {
    data = *(__IO uint64_t *)(addr+i*8);
    pdata64[i] = data;
  }
  return 0;
}


//向片上FLASH写入数据，每次写入8字节，不够8字节的，以0xFF补足
//addr: 32位的地址值,该值应当是8的整数倍，因为是按照64位的方式读取数据的
//pdata: 待写入的数据首地址
//len: 待写入数据的长度，长度是按u64的数量
//返回值: 错误类型，0表示无错误
u8 LL_flash_write(u32 addr, u64* pdata64, u32 len_64)
{
  u8 ret;
  u64 read;
  
  HAL_FLASH_Unlock();           //上锁，以结束FLASH操作
  __HAL_FLASH_CLEAR_FLAG(FLASH_FLAG_OPTVERR);

  for(u16 j=0; j<len_64; j++) //按u64计算的
  {
    for(u8 i=0; i<10; i++)    //不超过10次的重复操作，以保证写入成功
    {
      ret = HAL_FLASH_Program(0, addr+j*8, *(pdata64+j));
      if(ret == HAL_OK)
      {
        read = *(__IO uint64_t *)(addr+j*8);  //在MCU认为写入正确以后，再次读取一下数据，并进行比对，如果比对不成功，也说明写入出错
        if(read != *(pdata64+j))
          ret = 255;
        return ret;
      }
    }
  }
  
  if(ret != 0)
    led_err_flash(10, 100);   //擦除失败后闪灯提示, 供调试阶段使用, 正式使用时可删除
  
  HAL_FLASH_Lock();           //上锁，以结束FLASH操作

  return ret;
}

封装后的测试函数

u64 data64[32]={0};
u8 g_text_buf[64] = {"LIJIA000LIJIA001LIJIA002LIJIA003LIJIA004LIJIA005LIJIA006LIJIA007"};

    if(GET_KEY() == 0)
    {
      HAL_Delay(200);
      LL_flash_read(0x08010000, data64, 4);
      if(data64[0] == 0xffffffffffffffff)       //如果是空的，则写入
      {
        LED1(1);
        LED2(1);
        if(LL_flash_write(0x08010000, (u64*)g_text_buf, 4) != 0)
          continue;
      }
      else                                      //如果为非空，则擦除
      {
        LL_flash_erase_page(32, 1, 0);    //第32页，长度1页，BANK 0
      }
      LL_flash_read(0x08010000, data64, 4);
      while(GET_KEY() == 0)
        ;
      LED1(0);
      LED2(0);
      i++;
    }

测试结果如下图，如果写入成功，LED灯会在操作之后灭掉，如果写入失败，则LED灯会保持点亮状态，

总结

绝对不能只写入一次，就认为写入正确，恰恰相反，最开始的2次写入，极有可能写入失败。
所以必须重复写入几次，并且增加校验，即写入完成后，再读取数据，并进行比较，以确保正确。