????????前言：本文基于STM32的内置FLASH的读写实验，FLASH作为MCU必备模块是一定需要深入掌握了解的，这对后续学习Linux开发板都具有重要意义。在某些情况下，我们想要实现单片机中某些数据实现断电保存，这个时候我们可以添加外部存储器（EEPROM），但是这样就给硬件方面添加了工作量。在不得已的情况下（如果单片机内部Flash空间余量可观，因为运行程序也存储在flash中），我们就可以使用FLASH作为存储设备保存我们需要实现断电保存的操作。
? ? ? ??实验硬件：STM32F103C8T6；
????????硬件实物图：
?一、FLASH简介
1.1 Flash的基本概念
????????Flash 是存储芯片的一种，通过特定的程序可以修改里面的数据。Flash 存储器又称闪存，它结合了ROM 和RAM 的长处，不仅具备电子可擦除可编程（EEPROM）的性能——不会断电丢失数据，同时可以快速读取数据（NVRAM 的优势）。
Flash的巨大特点：不会断电丢失数据、快速读取数据！
Flash的巨大缺点：
? ? ? ? （1）根据手册和网友的帖子得知，STM32的flash的读写次数是1万次，也就意味着超过1万次的读写之后，flash很有可能会损坏。所以不建议大家真的经常使用flash去读写数据。（有专门常用的EEPROM，比如：ATC24XX）
????????（2）Flash内存做大之后造价较高；
????????EEPROM (Electrically Erasable Programmable read only memory)是指带电可擦可编程只读存储器。是一种掉电后数据不丢失的存储芯片。换句话就是说，如果你这次使用断电后，下次使用时，上一次储存的代码依然存在！
????????在开发项目的时候，总会有需要掉电存储一些配置信息的时候。不过，ST公司为了节约成本，没有加入 EEPROM，这个时候可能需要我们使用自带的flash来进行数据存储！（再次强调：尽量不要使用flash去读写保存数据！！！特别是正式项目的时候，几年的运行时间之后，芯片flash批量出问题，非常可怕）
1.2 STM32的Flash补充说明
????????(1) STM32根据闪存（Flash）容量的大小，将Flash分为每页1K字节或每页2K字节。超过256K容量的每页为2K字节。对于本次使用的SMT32F103C8T6，其容量为64K（可选配置128k，官方不推荐可能存在隐患），则内部分为每页1K字节。
????????(2) SMT32的Flash起始地址为0X0800 0000 。本次使用的STM32F103C8T6的FLASH范围是0X08000000-0X0800FFFF。示意图如下：
????????(3) STM32运行代码从地址0X0800 0000开始，所以我们使用的Flash空间开始地址应该往后偏移，不然就会将程序部分覆盖掉。
????????(4)?Flash的写操作，需要擦除一整页后再重新写入，不能对特定处进行修改，写的时候可以分多次写入。
????????(5) 擦写次数较多数据的不建议使用内部Flash进行存储，手册中给的数据是擦写1W次
二、CubexMX配置
1、RCC配置外部高速晶振（精度更高）——HSE；
2、SYS配置：Debug设置成Serial Wire（否则可能导致芯片自锁）；
?3、时钟树配置：
?4、工程配置
?三、代码
flash读写流程图：
? ? ? ? 注意：要明白Flash的编程原理都是只能将1写为0，而不能将0写为1，所以在进行Flash编程前，必须将对应的块擦除，即将该块的每一位都变为1，块内所有字节变为0xFF。
flash.h函数：
#ifndef __FLASH_H__
#define __FLASH_H__
#include "main.h"
//=========================数据类型宏定义
#define u8 uint8_t
#define u16 uint16_t
#define u32 uint32_t
#define __IO volatile
typedef __IO uint16_t vu16;
//=========================用户根据自己的需要设置
#define STM32_FLASH_SIZE 64 //所选STM32的FLASH容量大小(单位为K)
#if STM32_FLASH_SIZE < 256 //设置扇区大小
#define STM_SECTOR_SIZE 1024 //1K字节
#else
#define STM_SECTOR_SIZE 2048 //2K字节
#endif
#define STM32_FLASH_BASE 0x08000000 //STM32 FLASH的起始地址
#define FLASH_SAVE_ADDR STM32_FLASH_BASE+STM_SECTOR_SIZE*62 //写Flash的地址，这里从倒数第二页开始
#define STM32_FLASH_WREN 1 //使能FLASH写入(0，不是能;1，使能)
#define FLASH_WAITETIME 50000 //FLASH等待超时时间
u8 STMFLASH_GetStatus(void); //获得状态
u8 STMFLASH_WaitDone(u16 time); //等待操作结束
u8 STMFLASH_ErasePage(u32 paddr); //擦除页
u8 STMFLASH_WriteHalfWord(u32 faddr, u16 dat);//写入半字
u16 STMFLASH_ReadHalfWord(u32 faddr); //读出半字
void STMFLASH_WriteLenByte(u32 WriteAddr,u32 DataToWrite,u16 Len); //指定地址开始写入指定长度的数据
u32 STMFLASH_ReadLenByte(u32 ReadAddr,u16 Len); //指定地址开始读取指定长度数据
void STMFLASH_Write(u32 WriteAddr,u16 *pBuffer,u16 NumToWrite); //从指定地址开始写入指定长度的数据
void STMFLASH_Read(u32 ReadAddr,u16 *pBuffer,u16 NumToRead); //从指定地址开始读出指定长度的数据
void Flash_PageErase(uint32_t PageAddress); //扇区擦除
#endifflash.c函数：
#include "flash.h"
FLASH_ProcessTypeDef p_Flash;
u16 STMFLASH_BUF[STM_SECTOR_SIZE/2]; //缓存数组
/**********************************************************************************
* 函数功能: 读取指定地址的半字(16位数据)
* 输入参数: faddr：读地址
* 返 回 值: 对应数据
* 说 明：
*/
u16 STMFLASH_ReadHalfWord(u32 faddr)
{
return *(vu16*)faddr;
}
#if STM32_FLASH_WREN //如果使能了写
/**********************************************************************************
* 函数功能:不检查的写入
* 输入参数: WriteAddr:起始地址、pBuffer:数据指针、NumToWrite:半字(16位)数
* 返 回 值: 无
* 说 明：
*/
void STMFLASH_Write_NoCheck(u32 WriteAddr,u16 *pBuffer,u16 NumToWrite)
{
u16 i;
for(i=0;i<NumToWrite;i++)
{
HAL_FLASH_Program(FLASH_TYPEPROGRAM_HALFWORD,WriteAddr,pBuffer[i]);
WriteAddr+=2;//地址增加2.
}
}
/**********************************************************************************
* 函数功能:从指定地址开始写入指定长度的数据
* 输入参数:WriteAddr:起始地址(此地址必须为2的倍数!!)、pBuffer:数据指针、NumToWrite：半字(16位)数(就是要写入的16位数据的个数.)
* 返 回 值: 无
* 说 明：
*/
void STMFLASH_Write(u32 WriteAddr,u16 *pBuffer,u16 NumToWrite)
{
u32 secpos; //扇区地址
u16 secoff; //扇区内偏移地址(16位字计算)
u16 secremain; //扇区内剩余地址(16位字计算)
u16 i;
u32 offaddr; //去掉0X08000000后的地址
if(WriteAddr<STM32_FLASH_BASE||(WriteAddr>=(STM32_FLASH_BASE+1024*STM32_FLASH_SIZE)))return;//非法地址
HAL_FLASH_Unlock(); //解锁
offaddr=WriteAddr-STM32_FLASH_BASE; //实际偏移地址.
secpos=offaddr/STM_SECTOR_SIZE; //扇区地址 0~64 for STM32F103C8T6
secoff=(offaddr%STM_SECTOR_SIZE)/2; //在扇区内的偏移(2个字节为基本单位.)
secremain=STM_SECTOR_SIZE/2-secoff; //扇区剩余空间大小
if(NumToWrite<=secremain)secremain=NumToWrite;//不大于该扇区范围
while(1)
{
STMFLASH_Read(secpos*STM_SECTOR_SIZE+STM32_FLASH_BASE,STMFLASH_BUF,STM_SECTOR_SIZE/2);//读出整个扇区的内容
for(i=0;i<secremain;i++) //校验数据
{
if(STMFLASH_BUF[secoff+i]!=0XFFFF)break;//需要擦除
}
if(i<secremain) //需要擦除
{
Flash_PageErase(secpos*STM_SECTOR_SIZE+STM32_FLASH_BASE); //擦除这个扇区
FLASH_WaitForLastOperation(FLASH_WAITETIME); //等待上次操作完成
CLEAR_BIT(FLASH->CR, FLASH_CR_PER); //清除CR寄存器的PER位，此操作应该在FLASH_PageErase()中完成！
//但是HAL库里面并没有做，应该是HAL库bug！
for(i=0;i<secremain;i++)//复制
{
STMFLASH_BUF[i+secoff]=pBuffer[i];
}
STMFLASH_Write_NoCheck(secpos*STM_SECTOR_SIZE+STM32_FLASH_BASE,STMFLASH_BUF,STM_SECTOR_SIZE/2);//写入整个扇区
}else
{
FLASH_WaitForLastOperation(FLASH_WAITETIME); //等待上次操作完成
STMFLASH_Write_NoCheck(WriteAddr,pBuffer,secremain);//写已经擦除了的,直接写入扇区剩余区间.
}
if(NumToWrite==secremain)break;//写入结束了
else//写入未结束
{
secpos++; //扇区地址增1
secoff=0; //偏移位置为0
pBuffer+=secremain; //指针偏移
WriteAddr+=secremain*2; //写地址偏移(16位数据地址,需要*2)
NumToWrite-=secremain; //字节(16位)数递减
if(NumToWrite>(STM_SECTOR_SIZE/2))secremain=STM_SECTOR_SIZE/2;//下一个扇区还是写不完
else secremain=NumToWrite;//下一个扇区可以写完了
}
};
HAL_FLASH_Lock(); //上锁
}
#endif
/**********************************************************************************
* 函数功能:从指定地址开始读出指定长度的数据
* 输入参数:ReadAddr:起始地址、pBuffer:数据指针、NumToWrite:半字(16位)数
* 返 回 值: 无
* 说 明：
*/
void STMFLASH_Read(u32 ReadAddr,u16 *pBuffer,u16 NumToRead)
{
u16 i;
for(i=0;i<NumToRead;i++)
{
pBuffer[i]=STMFLASH_ReadHalfWord(ReadAddr);//读取2个字节.
ReadAddr+=2;//偏移2个字节.
}
}
/**********************************************************************************
* 函数功能:擦除扇区
* 输入参数:PageAddress:擦除扇区地址
* 返 回 值: 无
* 说 明：
*/
void Flash_PageErase(uint32_t PageAddress)
{
/* Clean the error context */
p_Flash.ErrorCode = HAL_FLASH_ERROR_NONE;
#if defined(FLASH_BANK2_END)
if(PageAddress > FLASH_BANK1_END)
{
/* Proceed to erase the page */
SET_BIT(FLASH->CR2, FLASH_CR2_PER);
WRITE_REG(FLASH->AR2, PageAddress);
SET_BIT(FLASH->CR2, FLASH_CR2_STRT);
}
else
{
#endif /* FLASH_BANK2_END */
/* Proceed to erase the page */
SET_BIT(FLASH->CR, FLASH_CR_PER);
WRITE_REG(FLASH->AR, PageAddress);
SET_BIT(FLASH->CR, FLASH_CR_STRT);
#if defined(FLASH_BANK2_END)
}
#endif /* FLASH_BANK2_END */
}
main函数：
while (1)
{
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
STMFLASH_Write(0x080010CC,(uint16_t*)Flash_WData,8); //第一个参数写入地址，需要flash地址正确
}四、Flash读写查看
????????当将程序成功编译，并且下载之后，按照点击下图中红框标志进入仿真调试界面。
?????????随后点击下图中的信息窗图标——Memory 1
?????????随后可以在右下角得到如下的Memory 1的窗口界面，可以查看各地址下的数据信息：
? ? ? ? ?其中，Address可以写入需要查询的地址：
? ? ? ? ?特别注意：由于不同的MCU，其flash大小都可能不同，同时，flash中需要保存运行程序和部分已经初始化的数据段，所以写入的数据的地址最后偏后一点，避开程序段。
????????具体查看可以使用notepad++打开该工程下的.map文件去查一下工程的flash存储情况，还是不理解的读者朋友可以评论区留言，笔者看到尽可能回答。
????????根据程序所写的意义，可得如下结果：
? ? ? ? 特别注意：不同的MCU其写入的数据长度也是不一样的。
? ? ? ? 笔者这里举个例子：
? ? ? ? STM32F103C8T6如上图，可以看出其实是以16位数据进行存储的（uint16），而STM32H743则是以32位数据进行写入存储的，大家一定要注意！！！
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