一、实验要求
1、Flash地址空间的数据读取。stm32f103c8t6只有20KB 内存(RAM)供程序代码和数组变量存放,因此,针对内部Flash的总计64KB存储空间(地址从0x08000000开始),运行一次写入8KB数据,总计复位运行代码4次,将32KB数据写入Flash。并验证写入数据的正确性和读写速率。 2、基于片内Flash的提示音播放程序。 (1)实验数据准备:用Adobe audition或goldwave等音频编辑软件录制“您好欢迎光临!”的几秒钟的声音(8khz采样、8bit量化编码的单声道wav格式),确保音频数据尽量小(最大不超64KB)。然后编程将其分批次写入stm32f103c8t6芯片内部flash区域。 (2)数字音频还原播放任务:编程读取此段音频,分别通过 (a)stm32f103c8t6自带的DAC通道,转换为模拟音频进行播放,并用示波器观察波形,用耳机/喇叭收听,评判音乐还原效果; 提示:建议先用单音音频(比如2000Hz的正弦波)的wav数据进行实验,通过DAC或PCM音频模块能够基本还原出原始正弦波声音后,再用语音和音乐信号进行实验。
二、了解片内flash
不同型号的 STM32,其 FLASH 容量也有所不同,最小的只有 16K 字节,最大的则达到了 1024K 字节。市面上 STM32F1 开发板使用的芯片是 STM32F103系列,其 FLASH 容量一般为 512K 字节,属于大容量芯片。而我们的C8T6flash大小为64KB。 STM32F1 的闪存(Flash)模块由:主存储器、信息块和闪存存储器接口寄存器等 3 部分组成。 1、主存储器:用来存放代码和数据常数(如 const 类型的数据)。对于大容量产品,其被划分为 256 页,每页 2K 字节。注意,小容量和中容量产品则每页只有 1K 字节。从上图可以看出主存储器的起始地址就是0X08000000, BOOT0、BOOT1 都接 GND 的时候,就是从 0X08000000 开始运行代码的。 2、信息块:分为 2 个小部分,其中启动程序代码,是用来存储 ST 自带的启动程序,用于串口下载代码,当 BOOT0 接 V3.3, BOOT1 接 GND 的时候,运行的就是这部分代码。用户选择字节,则一般用于配置写保护、读保护等功能,这里我们不做介绍,大家可以百度了解。 3、闪存存储器接口寄存器:用于控制闪存读写等,是整个闪存模块的控制机构。对主存储器和信息块的写入由内嵌的闪存编程/擦除控制器(FPEC)管理;编程与擦除的高电压由内部产生。
在执行闪存写操作时,任何对闪存的读操作都会锁住总线,在写操作完成后读操作才能正确地进行;既在进行写或擦除操作时,不能进行代码或数据的读取操作。 具体参考:STM32之内部FLASH原理
三、闪存编程和擦除
STM32 的闪存编程是由 FPEC(闪存编程和擦除控制器)模块处理的,这个模块包含 7 个 32 位寄存器:
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FPEC 键寄存器(FLASH_KEYR) -
选择字节键寄存器(FLASH_OPTKEYR) -
闪存控制寄存器(FLASH_CR) -
闪存状态寄存器(FLASH_SR) -
闪存地址寄存器(FLASH_AR) -
选择字节寄存器(FLASH_OBR) -
写保护寄存器(FLASH_WRPR)
其中 FPEC 键寄存器总共有 3 个键值:
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RDPRT 键=0X000000A5 -
KEY1=0X45670123 -
KEY2=0XCDEF89AB
STM32 复位后, FPEC 模块是被保护的,不能写入 FLASH_CR 寄存器;通过写入特定的序列到 FLASH_KEYR 寄存器可以打开 FPEC 模块(即写入 KEY1 和KEY2),只有在写保护被解除后,我们才能操作相关寄存器。
STM32 闪存的编程每次必须写入 16 位(不能单纯的写入 8 位数据),当FLASH_CR 寄存器的 PG 位为’1’时,在一个闪存地址写入一个半字将启动一次编程;写入任何非半字的数据, FPEC 都会产生总线错误。在编程过程中(BSY 位为’1’ ),任何读写闪存的操作都会使 CPU 暂停,直到此次闪存编程结束。
同样,STM32 的 FLASH 在编程的时候,也必须要求其写入地址的 FLASH 是被擦除了的(也就是其值必须是 0XFFFF),否则无法写入,在 FLASH_SR 寄存器的 PGERR 位将得到一个警告。 STM32 的 FLASH 编程过程:
- 检查 FLASH_CR 的 LOCK 是否解锁,如果没有则先解锁
- 检查 FLASH_SR 寄存器的 BSY 位,以确认没有其他正在进行的编程操作
- 设置 FLASH_CR 寄存器的 PG 位为’1’
- 在指定的地址写入要编程的半字
- 等待 BSY 位变为’0’
- 读出写入的地址并验证数据
四、Flash地址空间的数据读取
(一)创建工程
相关配置 要设置一个标志来表示我们的程序已经开始执行了,所以这里我选择板子上自带的LED即PC13 把堆栈设置为4K(或者2K) 导出工程
(二)代码修改
添加flash.c和flash.h文件到工程中 修改main.c代码:
(三)运行结果
因为这次实验的现象是将数据写进内存,并没有配置串口输出,所以我们需要用ST-link直接在Keil中观察测试数据是否存储进去 ST-link连线:
ST-link | STM32 |
---|
SWCLK | SWCLK | SWDIO | SWDIO | GND | GND | VCC | VCC |
硬件连接图: 点击仙女棒 记得下载ST-LINK驱动 看到SWDIO有显示就成功了 点击Download把程序下载到stm32里,然后选择一个窗口观察 点击全速运行,可以看到memory里存储的数据输出,同时板子上的PC13灯亮了 stm32板需要额外供电
五、基于flash的提示音播放
(一)生成正弦波数据
使用Adobe Audition生成正弦波数据: 首先新建一个音频文件,设置采样率和位深度,八位的八比特采样 插入基本音色(正弦波) 导出为.wav文件 生成wav文件之后,用UltraEdit将其打开,Ctrl+A选择全部然后右键点击选择选择范围,输入12-59列 然后右键点击然后十六进制复制选定视图,再将十六进制数赋值到notepad++中,选中要添加的行然后Alt+C添加0x即可 然后将生成的数据粘贴到工程进入数组即可(记得修改数组大小)
最后编译运行,用示波器观察波形
(二)使用DAC转换播放音频
操作与正弦波相同,但是由于存在flash里面所以我们的选取的音乐片段不能太长,建议2s 用同样的步骤生成数据,将得到的数据粘贴到对应Keil工程的数组中,借助音频模块看是否能还原。由于我这里目前没有音频模块,所以目前不清楚结果。
六、参考🔗
1、STM32 进阶教程 13 – FLASH的读写操作 2、STM32F103的DAC——输出声音效果
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