HAL库配置片内FLASH读写

一、FLASH简介

        不同型号的 STM32F40xx/41xx，其 FLASH 容量也有所不同，最小的只有 128K 字节，最大
的则达到了 1024K 字节。我们的探索者开发板选择的是 STM32F407ZGT6 的 FLASH 容量为
1024K 字节。

        主存储器，存放代码和数据常数（如 const 类型的数据）。分为 12 个扇区，前 4个扇区为 16KB 大小，扇区 4 为 64KB 大小，扇区 5~11 为 128KB 大小，不同容量的 STM32F4，拥有的扇区数不一样。B0、B1 都接 GND 的时候，就是从 0x08000000 开始运行代码。
        系统存储器，存放 STM32F4 的 bootloader 代码，此代码在出厂的时候就固化在STM32F4 里面了，专门用来给主存储器下载代码的。当 B0 接 V3.3，B1 接 GND 的时候，从该存储器启动（即进入串口下载模式）。
        OTP 区域，即一次性可编程区域，总共 528 字节大小，被分成两个部分，前面 512 字节（32
字节为 1 块，分成 16 块），可以用来存储一些用户数据（一次性的，写完一次，永远不可以擦
除！！），后面 16 字节，用于锁定对应块。
        选项字节，用于配置读保护、BOR 级别、软件/硬件看门狗以及器件处于待机或停止模式下
的复位。 

二、闪存的 编程和擦除

        执行任何 Flash 编程操作（擦除或编程）时，CPU 时钟频率(HCLK)不能低于 1 MHz。如果
在 Flash 操作期间发生器件复位，无法保证 Flash 中的内容。在对 STM32F4 的 Flash 执行写入或擦除操作期间，任何读取 Flash 的尝试都会导致总线阻塞。只有在完成编程操作后，才能正确处理读操作。这意味着，写/擦除操作进行期间不能从 Flash中执行代码或数据获取操作。

三、代码

stmflash.c

#include "stmflash.h"
uint32_t stmflash_read_word(uint32_t faddr)
{
    return *(volatile uint32_t *)faddr;
}

uint8_t  stmflash_get_flash_sector(uint32_t addr)
{
    if (addr < ADDR_FLASH_SECTOR_1) return FLASH_SECTOR_0;
    else if (addr < ADDR_FLASH_SECTOR_2) return FLASH_SECTOR_1;
    else if (addr < ADDR_FLASH_SECTOR_3) return FLASH_SECTOR_2;
    else if (addr < ADDR_FLASH_SECTOR_4) return FLASH_SECTOR_3;
    else if (addr < ADDR_FLASH_SECTOR_5) return FLASH_SECTOR_4;
    else if (addr < ADDR_FLASH_SECTOR_6) return FLASH_SECTOR_5;
    else if (addr < ADDR_FLASH_SECTOR_7) return FLASH_SECTOR_6;
    else if (addr < ADDR_FLASH_SECTOR_8) return FLASH_SECTOR_7;
    else if (addr < ADDR_FLASH_SECTOR_9) return FLASH_SECTOR_8;
    else if (addr < ADDR_FLASH_SECTOR_10) return FLASH_SECTOR_9;
    else if (addr < ADDR_FLASH_SECTOR_11) return FLASH_SECTOR_10;
    return FLASH_SECTOR_11;
}

void stmflash_write(uint32_t waddr, uint32_t *pbuf, uint32_t length)
{
    FLASH_EraseInitTypeDef flasheraseinit;
    HAL_StatusTypeDef FlashStatus=HAL_OK;

    uint32_t addrx = 0;
    uint32_t endaddr = 0;
    uint32_t sectorerror=0;
    
    if (waddr < STM32_FLASH_BASE || waddr % 4 ||        /* 写入地址小于 STM32_FLASH_BASE, 或不是4的整数倍, 非法. */
        waddr > (STM32_FLASH_BASE + STM32_FLASH_SIZE))  /* 写入地址大于 STM32_FLASH_BASE + STM32_FLASH_SIZE, 非法. */
    {
        return;
    }

    HAL_FLASH_Unlock();             /* 解锁 */
    FLASH->ACR &= ~(1 << 10);       /* FLASH擦除期间,必须禁止数据缓存!!! */

    addrx = waddr;                  /* 写入的起始地址 */
    endaddr = waddr + length * 4;   /* 写入的结束地址 */

    if (addrx < 0X1FFF0000)         /* 只有主存储区,才需要执行擦除操作!! */
    {
        while (addrx < endaddr)     /* 扫清一切障碍.(对非FFFFFFFF的地方,先擦除) */
        {
            if (stmflash_read_word(addrx) != 0XFFFFFFFF)    /* 有非0XFFFFFFFF的地方,要擦除这个扇区 */
            {
                flasheraseinit.TypeErase=FLASH_TYPEERASE_SECTORS;       /* 擦除类型，扇区擦除 */
                flasheraseinit.Sector=stmflash_get_flash_sector(addrx); /* 要擦除的扇区 */
                flasheraseinit.NbSectors=1;                             /* 一次只擦除一个扇区 */
                flasheraseinit.VoltageRange=FLASH_VOLTAGE_RANGE_3;      /* 电压范围，VCC=2.7~3.6V之间!! */

                if(HAL_FLASHEx_Erase(&flasheraseinit, §orerror) != HAL_OK) 
                {
                    break;/* 发生错误了 */
                }

            }
            else
            {
                addrx += 4;
            }
            FLASH_WaitForLastOperation(FLASH_WAITETIME);                 /* 等待上次操作完成 */
        }
    }
    FlashStatus=FLASH_WaitForLastOperation(FLASH_WAITETIME);             /* 等待上次操作完成 */

    if (FlashStatus==HAL_OK)
    {
        while (waddr < endaddr)     /* 写数据 */
        {
            if (HAL_FLASH_Program(FLASH_TYPEPROGRAM_WORD, waddr, *pbuf) != HAL_OK)  /* 写入数据 */
            {
                break;              /* 写入异常 */
            }

            waddr += 4;
            pbuf++;
        }
    }
    
    FLASH->ACR |= 1 << 10;          /* FLASH擦除结束,开启数据fetch */

    HAL_FLASH_Lock();               /* 上锁 */
}

void stmflash_read(uint32_t raddr, uint32_t *pbuf, uint32_t length)
{
    uint32_t i;

    for (i = 0; i < length; i++)
    {
        pbuf[i] = stmflash_read_word(raddr);    /* 读取4个字节. */
        raddr += 4; /* 偏移4个字节. */
    }
}

#ifndef __STMFLASH_H
#define __STMFLASH_H

#include "main.h"

/* FLASH起始地址 */
#define STM32_FLASH_SIZE        0x100000        /* STM32 FLASH 总大小 */
#define STM32_FLASH_BASE        0x08000000      /* STM32 FLASH 起始地址 */
#define FLASH_WAITETIME         50000           /* FLASH等待超时时间 */

/* FLASH 扇区的起始地址 */
#define ADDR_FLASH_SECTOR_0     ((uint32_t )0x08000000)     /* 扇区0起始地址, 16 Kbytes */
#define ADDR_FLASH_SECTOR_1     ((uint32_t )0x08004000)     /* 扇区1起始地址, 16 Kbytes */
#define ADDR_FLASH_SECTOR_2     ((uint32_t )0x08008000)     /* 扇区2起始地址, 16 Kbytes */
#define ADDR_FLASH_SECTOR_3     ((uint32_t )0x0800C000)     /* 扇区3起始地址, 16 Kbytes */
#define ADDR_FLASH_SECTOR_4     ((uint32_t )0x08010000)     /* 扇区4起始地址, 64 Kbytes */
#define ADDR_FLASH_SECTOR_5     ((uint32_t )0x08020000)     /* 扇区5起始地址, 128 Kbytes */
#define ADDR_FLASH_SECTOR_6     ((uint32_t )0x08040000)     /* 扇区6起始地址, 128 Kbytes */
#define ADDR_FLASH_SECTOR_7     ((uint32_t )0x08060000)     /* 扇区7起始地址, 128 Kbytes */
#define ADDR_FLASH_SECTOR_8     ((uint32_t )0x08080000)     /* 扇区8起始地址, 128 Kbytes */
#define ADDR_FLASH_SECTOR_9     ((uint32_t )0x080A0000)     /* 扇区9起始地址, 128 Kbytes */
#define ADDR_FLASH_SECTOR_10    ((uint32_t )0x080C0000)     /* 扇区10起始地址,128 Kbytes */
#define ADDR_FLASH_SECTOR_11    ((uint32_t )0x080E0000)     /* 扇区11起始地址,128 Kbytes */

uint32_t stmflash_read_word(uint32_t faddr);                             /* 读出字 */
void stmflash_write(uint32_t waddr, uint32_t *pbuf, uint32_t length);    /* 从指定地址开始写入指定长度的数据 */
void stmflash_read(uint32_t raddr, uint32_t *pbuf, uint32_t length);     /* 从指定地址开始读出指定长度的数据 */

#endif

 四、测试代码

#define FLASH_SAVE_ADDR 0x08010000 /* 设置FLASH 保存地址(必须为4的整数倍，且其值要大于本代码所占用FLASH的大小 + 0X08000000) */

const uint8_t g_text_buf[] = {"STM32 FLASH TEST"};
uint8_t datatemp[SIZE];

stmflash_write(FLASH_SAVE_ADDR, (uint32_t *)g_text_buf, SIZE);
stmflash_read(FLASH_SAVE_ADDR, (uint32_t *)datatemp, SIZE);

while(1)
{
    printf("%s\r\n",datatemp);
    HAL_Delay(1000);
}