單片機內部FLASH讀寫失敗問題分析

2023-08-16 12:21:28 來源:strongerHuang

FLASH,指Flash Memory,是一種非易失性存儲器(閃存),掉電能正常保存數據。

現在,大部分單片機內部Flash都可以進行讀寫編程操作,但有時候會因為各種原因導致操作失敗,今天就結合STM32給大家分享一下常見的問題。


【資料圖】

STM32的存儲器通常包含內部SRAM、內部FLASH,部分系列還包含EEPROM。其中FLASH通常用于存儲代碼或數據,可被讀寫訪問。

STM32 FLASH 基礎內容

STM32的FLASH組織結構,可能因不同系列、型號略有不同。比如大家熟悉的STM32F1中小容量一頁大小只有1K,而F1大容量一頁有2K。

還比如有些系列以扇區為最小單元,有的扇區最小16K,有的128K不等。

本文主要結合F4系列來描述關于FLASH的相關內容。

1.Flash 結構

通常Flash包含幾大塊,這里以F40x為例:

主存儲器:用來存放用戶代碼或數據。

系統存儲器:用來存放出廠程序,一般是啟動程序代碼

OTP 區域:一小段一次性可編程區域,供用戶存放特定的數據。

選項字節:存放與芯片資源或屬性相關的配置信息。

2.Flash常規操作

Flash 讀、寫(編程)、擦除:

128 位寬數據讀取

字節、半字、字和雙字數據寫入

扇區擦除與全部擦除

(提示:不同系列可能存在差異,比如還有字節讀取,頁擦除等)

Flash 讀、寫保護:通過配置選項字節實現。

3.Flash容量

STM32的Flash容量出廠已經決定,可根據型號得知容量大小。

4.存儲器端格式

目前STM32存儲器組織結構默認為小端格式:數據的低字節保存在內存的低地址。

更多內容請查閱芯片對應的參考手冊。

FLASH選項字節

STM32內部Flash具有讀寫保護功能,想要對Flash進行讀寫操作,首先要去除讀寫保護,讀寫保護通過配置選項字節完成。

配置選項字節,常見兩種方式:1.軟件編碼;2.編程工具;

1.軟件編碼

比如STM32F4系列標準外設庫庫提供函數:

void         FLASH_OB_Unlock(void);void         FLASH_OB_Lock(void);void         FLASH_OB_WRPConfig(uint32_t OB_WRP, FunctionalState NewState);void         FLASH_OB_WRP1Config(uint32_t OB_WRP, FunctionalState NewState);void         FLASH_OB_PCROPSelectionConfig(uint8_t OB_PcROP);void         FLASH_OB_PCROPConfig(uint32_t OB_PCROP, FunctionalState NewState);void         FLASH_OB_PCROP1Config(uint32_t OB_PCROP, FunctionalState NewState);void         FLASH_OB_RDPConfig(uint8_t OB_RDP);void         FLASH_OB_UserConfig(uint8_t OB_IWDG, uint8_t OB_STOP, uint8_t OB_STDBY);void         FLASH_OB_BORConfig(uint8_t OB_BOR);void         FLASH_OB_BootConfig(uint8_t OB_BOOT);FLASH_Status FLASH_OB_Launch(void);uint8_t      FLASH_OB_GetUser(void);uint16_t     FLASH_OB_GetWRP(void);uint16_t     FLASH_OB_GetWRP1(void);uint16_t     FLASH_OB_GetPCROP(void);uint16_t     FLASH_OB_GetPCROP1(void);FlagStatus   FLASH_OB_GetRDP(void);uint8_t      FLASH_OB_GetBOR(void);

軟件編碼通過調用這些函數接口就可以配置選項字節。

2.編程工具

比如STM32CubeProg編程工具:

配置STM32選項字節,還可通過ST-LINK Utility、STVP等類似工具進行配置。

提示:不同型號的STM32選項字節可能略有差異。

FLASH讀寫擦除操作

STM32內部Flash和其他外部Flash類似,支持讀、寫、擦除等常規操作。對內部Flash操作之前通常需要解鎖、去保護等操作。

比如:

FLASH_OB_Lock();FLASH_OB_WRPConfig(OB_WRP_Sector_All, ENABLE);FLASH_OB_PCROPConfig(OB_PCROP_Sector_All, ENABLE);

1.讀數據

讀取內部Flash數據通常有兩種方式:

通過程序(編碼)讀取

通過外部(編程)工具讀取

程序(編碼)讀?。?/strong>

uint32_t uwData32 = 0;uint32_tuwAddress=0x08001000;uwData32 = *(__IO uint32_t*)uwAddress;
外部編程工具讀?。?/strong>讀取前提:沒有讀保護,設置好讀取地址,長度、數據寬度等。

2.寫數據

往STM32內部Flash寫數據和讀數據類似,但寫數據地址不能有數據,也就是寫之前要擦除數據。

所以,相對讀數據,通常寫之前需要一些額外操作,比如:

FLASH_Unlock();FLASH_ClearFlag(FLASH_FLAG_EOP | FLASH_FLAG_OPERR | FLASH_FLAG_WRPERR | FLASH_FLAG_PGAERR|FLASH_FLAG_PGPERR|FLASH_FLAG_PGSERR);

通過工具寫數據,就是我們量產時說的下載數據,正式一點說法叫編程。

3.擦除數據

擦除數據通常分擦除頁、扇區、整塊,擦除時間也因型號不同、速度不同有差異。

提示:該部分內容建議參考官方提供的Demo(標準外設庫和HAL都有基本例程)

FLASH 常見問題

STM32內部Flash主要用途是存儲程序代碼和數據。操作內部Flash要慎重,一旦操作不當就有可能會破壞整個程序。

問題一:編程(寫數據)地址非對齊

寫數據時,我們要指定寫入的地址,如果寫入地址為非對齊,則會出現編程對齊錯誤。

比如:

遵循32位(4字節)地址對齊,你的地址只能是4的倍數。0x08001000正確,0x08001001錯誤。

提示:不同型號對齊寬度可能不同,有的32位、有的128位等。

解決辦法:通過“取余”判斷地址。

問題二:編程地址數據未擦除

寫數據之前需要擦除對應地址數據才能正常寫入,否則會出現失敗。

我們擦除數據通常是頁,或扇區,寫入某個地址數據,就可能影響其他地址的數據,如果直接覆蓋就會出現問題。

解決辦法:通常的做法是讀出整頁(或扇區)數據并緩存,再擦除整頁,再寫入。

問題三:擦除時讀取數據

STM32內部Flash在進行寫或擦除操作時,總線處于阻塞狀態,此時讀取Flash數據就會出現失敗?!倦pBANK模式除外】

解決辦法:通過標志判斷寫/擦除操作是否完成。

問題四:電壓不穩定寫入失敗

處于外界干擾較大的環境,供電就有暫降的可能,而對STM32內部Flash進行操作時,如果低于特定電壓就會出現編程失敗。

操作Flash的最低電壓既與工作頻率有關,也與STM32型號有關(具體需要看數據手冊)。

解決辦法:通過完善硬件電路保證電壓穩定。電源電壓不夠或不穩導致隱患往往不易覺察?。?/p>審核編輯:湯梓紅

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