STM32f030f4p6 内部flash 打包读写

最近做到的项目在运行需要把一组uint8_t(unsigned char)的数据进行掉电储存，想到单片机STM32f030f4p6内部flash可以直接由程序操作，写了以下代码用于uint8_t数据打包保存和读取。

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1、程序清单 与 测试结果

本程序包含5个文件,分别是：

1、Flash.c：内部flash读取储存相关函数

2、Flash.h：flash头文件

3、USART1.c：STM32F030F4P6的串口驱动，串口仅用于打印数据观察。

4、USART1.h：串口头文件

5、main.c：防止程序主入口

1、Flash.c

#include "Flash.h"

#include "USART1.h"
/*******************************************************************************
* Function Name  : doseFlashHasPackedMessage
* Description    : Does flash has packed messages   
* Input          : None
* Output         : 
* Return         : ture/false
*******************************************************************************/
bool doseFlashHasPackedMessage(void)
{
    uint16_t length;
    uint16_t getHead;    

    /*Is head matched*/ 
    getHead = (uint16_t)(*(uint16_t*)(STM32F0xx_FLASH_PAGE15_STARTADDR ));      
    if( EEPPROM_PACKAGEHEAD != getHead )
    {
        return false;
    }
    
    /*Is length zero*/
    length = (*(uint16_t*)(STM32F0xx_FLASH_PAGE15_STARTADDR+2));
    if( 0 == length)
    {
        return false;
    }
    
    return true;
}
/*******************************************************************************
* Function Name  : getValuablePackedMessageLengthofFlash
* Description    : Get valuable packed message length of flash 
* Input          : None
* Output         : 
* Return         : valuable length
*******************************************************************************/
uint16_t getValuablePackedMessageLengthofFlash( void )
{
    uint16_t length;
         
    /*Is head matched*/       
    if( EEPPROM_PACKAGEHEAD != (*(uint16_t*)(STM32F0xx_FLASH_PAGE15_STARTADDR )) )
    {
        return 0;
    }
    
    /*Get length*/
    length = (uint16_t)(*(uint16_t*)(STM32F0xx_FLASH_PAGE15_STARTADDR+2));   
    
    return length;
}
/*******************************************************************************
* Function Name  : readPackedMessageFromFlash
* Description    : Read packed message form flash
* Input          : buff:point to first location of received buffer.length:Maxmum length of reception
* Output         : 
* Return         : reception length
*******************************************************************************/
uint16_t readPackedMessageFromFlash( uint8_t *buff , uint16_t length)
{
    int i;
    uint16_t getLength;
    
    if( !doseFlashHasPackedMessage() )
        return 0;
    
    /*Get valuable length*/
    getLength = getValuablePackedMessageLengthofFlash();
    
    /*Read out message*/
    for(i=0;i<MIN(getLength,length);i++)
    {
        buff[i]= *(uint8_t*)(STM32F0xx_FLASH_PAGE15_STARTADDR+4+i);
    }     
    
    return MIN(getLength,length);
}
/*******************************************************************************
* Function Name  : isItOddNumber
* Description    : is input data an odd number?
* Input          : number:input data
* Output         : 
* Return         : true/false
*******************************************************************************/
bool isItOddNumber(uint16_t number)
{
    if(0 != number%2)
    {
        return true;
    }
    return false;
}
/*******************************************************************************
* Function Name  : Flash_eeprom_WriteWithPacked
* Description    : Write a group of datas to flash.
* Input          : buff:pointer of first data, length: write length
* Output         : 
* Return         : true/false
*******************************************************************************/
bool writeMessageToFlash( uint8_t *buff , uint16_t length)
{
    uint16_t temp;
    int i;
    
    /*Protection*/
    if( (length+4) > STM32F0xx_PAGE_SIZE )
    {
        return false;
    }
    
    FLASH_Unlock(  );    

    /*Clear all flags*/
    FLASH_ClearFlag(FLASH_FLAG_EOP | FLASH_FLAG_PGERR | FLASH_FLAG_WRPERR );
    
    /*Erase first . Do not rember.*/
    if(FLASH_COMPLETE != FLASH_ErasePage(STM32F0xx_FLASH_PAGE15_STARTADDR))//°üº¬Á˵ȴýbusy
    {
        return false;
    }
    
    /*Write head*/
    FLASH_ProgramHalfWord( STM32F0xx_FLASH_PAGE15_STARTADDR, EEPPROM_PACKAGEHEAD );
    /*Write length*/
    FLASH_ProgramHalfWord( STM32F0xx_FLASH_PAGE15_STARTADDR+2 , length );
    
    
    /*Write datas*/
    for(i=0 ;i<length/2 ;i++)
    {
        temp = buff[2*i]|(uint16_t)buff[2*i+1]<<8;
        FLASH_ProgramHalfWord( STM32F0xx_FLASH_PAGE15_STARTADDR+4+2*i , temp);
    }  
    if( isItOddNumber(length) )//Write one more if length is odd number.
    {        
        temp = (uint16_t)buff[length-1];
        FLASH_ProgramHalfWord( STM32F0xx_FLASH_PAGE15_STARTADDR+4+(length-1) , temp);
    }

    
    /*Read out and check*/
    for(i=0 ;i<length ;i++)
    {
        if( *(uint8_t*)(STM32F0xx_FLASH_PAGE15_STARTADDR+4+i) != buff[i] )
        {
            FLASH_Lock();
            return false;
        }
    }    
    
    FLASH_Lock();
    return true;    
}


/*******************************************************************************
* Function Name  : flashReadWriteTest
* Description    : Flash read write test.
* Input          : None
* Output         : None
* Return         : None
*******************************************************************************/
void flashReadWriteTest( void ) 
{
    #define testReadWriteNumber  200
    uint8_t buff_write[testReadWriteNumber]={0};
    uint8_t buff_read[testReadWriteNumber]={0};
    uint16_t length;
    int i;
    
    for( i=0;i<testReadWriteNumber;i++)
    {
        buff_write[i]=i;
    }
    
    writeMessageToFlash( buff_write , testReadWriteNumber);
    length = readPackedMessageFromFlash( buff_read , testReadWriteNumber);   
    printf("length=%d\r\n",length);
    for(i=0;i<length;i++)
    {
        printf("read[%d]=%d\r\n",i,buff_read[i]);
    }
    
    while(1);    
}

View Code

2、Flash.h

#ifndef __FLASH_H
#define __FLASH_H

#include "stm32f0xx.h"
#include <stdbool.h>

//Message head
#define EEPPROM_PACKAGEHEAD 0xAA55//

//Flash page head
#define STM32F0xx_PAGE_SIZE 0x400
#define STM32F0xx_FLASH_PAGE0_STARTADDR 0x8000000
#define STM32F0xx_FLASH_PAGE1_STARTADDR (STM32F0xx_FLASH_PAGE0_STARTADDR+STM32F0xx_PAGE_SIZE)
#define STM32F0xx_FLASH_PAGE2_STARTADDR (STM32F0xx_FLASH_PAGE0_STARTADDR+2*STM32F0xx_PAGE_SIZE)
#define STM32F0xx_FLASH_PAGE3_STARTADDR (STM32F0xx_FLASH_PAGE0_STARTADDR+3*STM32F0xx_PAGE_SIZE)
#define STM32F0xx_FLASH_PAGE4_STARTADDR (STM32F0xx_FLASH_PAGE0_STARTADDR+4*STM32F0xx_PAGE_SIZE)
#define STM32F0xx_FLASH_PAGE5_STARTADDR (STM32F0xx_FLASH_PAGE0_STARTADDR+5*STM32F0xx_PAGE_SIZE)
#define STM32F0xx_FLASH_PAGE6_STARTADDR (STM32F0xx_FLASH_PAGE0_STARTADDR+6*STM32F0xx_PAGE_SIZE)
#define STM32F0xx_FLASH_PAGE7_STARTADDR (STM32F0xx_FLASH_PAGE0_STARTADDR+7*STM32F0xx_PAGE_SIZE)
#define STM32F0xx_FLASH_PAGE8_STARTADDR (STM32F0xx_FLASH_PAGE0_STARTADDR+8*STM32F0xx_PAGE_SIZE)
#define STM32F0xx_FLASH_PAGE9_STARTADDR (STM32F0xx_FLASH_PAGE0_STARTADDR+9*STM32F0xx_PAGE_SIZE)
#define STM32F0xx_FLASH_PAGE10_STARTADDR (STM32F0xx_FLASH_PAGE0_STARTADDR+10*STM32F0xx_PAGE_SIZE)
#define STM32F0xx_FLASH_PAGE11_STARTADDR (STM32F0xx_FLASH_PAGE0_STARTADDR+11*STM32F0xx_PAGE_SIZE)
#define STM32F0xx_FLASH_PAGE12_STARTADDR (STM32F0xx_FLASH_PAGE0_STARTADDR+12*STM32F0xx_PAGE_SIZE)
#define STM32F0xx_FLASH_PAGE13_STARTADDR (STM32F0xx_FLASH_PAGE0_STARTADDR+13*STM32F0xx_PAGE_SIZE)
#define STM32F0xx_FLASH_PAGE14_STARTADDR (STM32F0xx_FLASH_PAGE0_STARTADDR+14*STM32F0xx_PAGE_SIZE)
#define STM32F0xx_FLASH_PAGE15_STARTADDR (STM32F0xx_FLASH_PAGE0_STARTADDR+15*STM32F0xx_PAGE_SIZE)


#define MIN(A,B) (A<B?A:B)


void flashReadWriteTest( void ) ;

#endif

View Code

3、USART1.c

#include "USART1.h"


void USART1_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

    RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOA, ENABLE);
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);

    GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource9, GPIO_AF_1);
    GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource10, GPIO_AF_1);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;
    USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
    USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
    USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
    USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
    USART_InitStructure.USART_Mode =  USART_Mode_Tx;

    USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
    USART_Cmd(USART1, ENABLE);



}


void USART1_IRQHandler(void)
{


}


/**
  * @brief  Retargets the C library printf function to the USART.
  * @param  None
  * @retval None
  */
PUTCHAR_PROTOTYPE
{
    /* Place your implementation of fputc here */
    /* e.g. write a character to the USART */
    USART_SendData(USART1, (uint8_t) ch);

    /* Loop until the end of transmission */
    while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET)
    {}

    return ch;
}

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4、USART1.h

#ifndef __BSP_USART1_H
#define __BSP_USART1_H

#include "stm32f0xx.h"
#include <stdio.h>

#ifdef __GNUC__
/* With GCC/RAISONANCE, small printf (option LD Linker->Libraries->Small printf
   set to 'Yes') calls __io_putchar() */
#define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)
#else
#define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)
#endif /* __GNUC__ */

void USART1_Init(void);

#endif

View Code

5、main.c

#include "stm32f0xx.h"
#include "USART1.h"
#include "Flash.h"
int main(void)
{
    USART1_Init();    
    flashReadWriteTest();
    while(1)
    {
    }
}

View Code

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 测试结果：

第54-199省略..

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2、程序详解

2.1、内存结构：

STM32F0xx的flash结构如下:最多具有64页,每页1KByte大小。

我使用的STM32F030F4P6 flash区域有16K，所以实际上只有0-15页，本程序中把需要保存的数据数据存放在最后一页（第15页）中。

2.2、定义数据包结构

为了保证储存和读出flash的数据是正确的，本程序将写入flash数据分为3个区域

1. 报头区：写入数据的时候，将第15页的第1、2字节写入0xaa55，在读出的时候如果此位置不是0xaa55,则表示这段数据数据无效，不是由自己存入的数据或者程序出现了异常；
2. 长度：写入数据的时候，第15页的第3、4字节写入有效数据的长度，读出这个字段，就知道上次自己一共存入了多少数据；
3. 数据段：从第15页的第5字节开始，全部字节（1020byte）用于储存uint8_t类型的数据；

2.3、写操作

写操作有如下步骤：

• 保护：由于我们只有1Kbyte空间，出去4个字节的报头和长度，实际只能存储1020个u8类型，写太多返回失败。
• 解flash锁
• 页擦除
• 写入数据包
• 上锁

/*******************************************************************************
* Function Name  : Flash_eeprom_WriteWithPacked
* Description    : Write a group of datas to flash.
* Input          : buff:pointer of first data, length: write length
* Output         : 
* Return         : true/false
*******************************************************************************/
bool writeMessageToFlash( uint8_t *buff , uint16_t length)
{
    uint16_t temp;
    int i;
    
    /*Protection*/
    if( (length+4) > STM32F0xx_PAGE_SIZE )
    {
        return false;
    }
    
    FLASH_Unlock(  );    

    /*Clear all flags*/
    FLASH_ClearFlag(FLASH_FLAG_EOP | FLASH_FLAG_PGERR | FLASH_FLAG_WRPERR );
    
    /*Erase first . Do not rember.*/
    if(FLASH_COMPLETE != FLASH_ErasePage(STM32F0xx_FLASH_PAGE15_STARTADDR))//°üº¬Á˵ȴýbusy
    {
        return false;
    }
    
    /*Write head*/
    FLASH_ProgramHalfWord( STM32F0xx_FLASH_PAGE15_STARTADDR, EEPPROM_PACKAGEHEAD );
    /*Write length*/
    FLASH_ProgramHalfWord( STM32F0xx_FLASH_PAGE15_STARTADDR+2 , length );
    
    
    /*Write datas*/
    for(i=0 ;i<length/2 ;i++)
    {
        temp = buff[2*i]|(uint16_t)buff[2*i+1]<<8;
        FLASH_ProgramHalfWord( STM32F0xx_FLASH_PAGE15_STARTADDR+4+2*i , temp);
    }  
    if( isItOddNumber(length) )//Write one more if length is odd number.
    {        
        temp = (uint16_t)buff[length-1];
        FLASH_ProgramHalfWord( STM32F0xx_FLASH_PAGE15_STARTADDR+4+(length-1) , temp);
    }

    
    /*Read out and check*/
    for(i=0 ;i<length ;i++)
    {
        if( *(uint8_t*)(STM32F0xx_FLASH_PAGE15_STARTADDR+4+i) != buff[i] )
        {
            FLASH_Lock();
            return false;
        }
    }    
    
    FLASH_Lock();
    return true;    
}

2.3.1、解锁操作：

用户手册描述如下：

在（芯片）重置过后，为了防止多余的擦写操作flash会被保护。除了OBL_LAUNCH位用于重载option bit，FLASH_CR寄存器的其他部分都不可以访问。

需要把以下两个解锁序列写入FLASH_KEY寄存器，才能访问FLASH_CR：

• 0x45670123
• 0xCDEF89AB

检索官方库定位FLASH_Unlock()这个函数，它的底层实现与文档描述相符，另外增加了防止重复解锁的操作，直接使用FLASH_Unlock()这个函数即可以完成解锁。

2.3.2、页擦除

用户手册描述如下：

1、通过检查FLASH_SR寄存器的BSY位来确认flash没有使用

2、把FLASH_CR寄存器的PER位置SET

3、通过编写FLASH_AR寄存器来确认要擦除的页

4、将FLASH_CR寄存器的STRT位置SET

5、等待BSY位rst

6、检查FLASH_SR寄存器中的EOP标记（成功会置SET）（流程图没有、库函数没检查）

7、清除EOP标记（流程图没有、库函数没清除）

检索官方库定位到FLASH_ErasePage(uint32_t Page_Address)这个函数，它的底层实现与文档流程图描述相符，值得注意的是，手册描述中6、7步并没有出现在手册的流程图和库函数中(库版本V1.2.0)。但在使用中没有出现问题，这里先记录看以后使用中会不会出现问题

 

2.3.3、往flash中写入数据

用户手册描述如下

　　1、通过检查FLASH_SR寄存器的BSY位来确认flash没有使用

　　2、设置FLASH_CR寄存器的PG位

　　3、在目标地址上写入半个word的数据

　　4、等BSY位reset

　　5、检查FLASH_SR寄存器的EOP标记（SET表示成功）（流程图没有出现、库函数中没检查）

 检索官方库定位到FLASH_ErasePage(uint32_t Page_Address)这个函数，它的底层实现与文档流程图描述相符，同样地，库函数没有检查第五步的EOP标记

 

2.3.4、上锁操作

根据手册提示，定位到库函数void FLASH_Lock(void)。只要置位LOCK位就上锁了。

 

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2.4、读操作  

程序如下

/*******************************************************************************
* Function Name  : readPackedMessageFromFlash
* Description    : Read packed message form flash
* Input          : buff:point to first location of received buffer.length:Maxmum length of reception
* Output         : 
* Return         : reception length
*******************************************************************************/
uint16_t readPackedMessageFromFlash( uint8_t *buff , uint16_t length)
{
    int i;
    uint16_t getLength;
    
    if( !doseFlashHasPackedMessage() )
        return 0;
    
    /*Get valuable length*/
    getLength = getValuablePackedMessageLengthofFlash();
    
    /*Read out message*/
    for(i=0;i<MIN(getLength,length);i++)
    {
        buff[i]= *(uint8_t*)(STM32F0xx_FLASH_PAGE15_STARTADDR+4+i);
    }     
    
    return MIN(getLength,length);
}

根据用户手册提示，读操作是可以直接取址的，所以读操作实际只有如下一句只要用uint8_t类型取出目标地址再取值就可以了。

但是，我们的数据是打包的（详见2.2），所以还需要：

1、根据报头判断是不是有效数据

2、根据长度判断要读取多少数据

3、最后才是读出数据

2.4.1、判断数据有效性：

我们通过报头来判断数据是不是自己写入的。

也就是判断flash第15页的第1、2个字节是不是0xaa55，如果不是，那这段数据是无效的。

另外再判断一下长度字段，如果长度等于0，也就是后面没有数据，那这段数据也是无效的。

/*******************************************************************************
* Function Name  : doseFlashHasPackedMessage
* Description    : Does flash has packed messages   
* Input          : None
* Output         : 
* Return         : ture/false
*******************************************************************************/
bool doseFlashHasPackedMessage(void)
{
    uint16_t length;
    uint16_t getHead;    

    /*Is head matched*/ 
    getHead = (uint16_t)(*(uint16_t*)(STM32F0xx_FLASH_PAGE15_STARTADDR ));      
    if( EEPPROM_PACKAGEHEAD != getHead )
    {
        return false;
    }
    
    /*Is length zero*/
    length = (*(uint16_t*)(STM32F0xx_FLASH_PAGE15_STARTADDR+2));
    if( 0 == length)
    {
        return false;
    }
    
    return true;
}

 

2.4.2、根据长度读出数据：

在读Flash程序中，getLength是从flash中读出的长度，length是我们指定的最大读取长度。如果getLength大于我们指定读取长度，很可能会造成溢出，所以两者取小的一个防止溢出。

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到此为止程序写完了，要是有什么错误或不足的地方还望各位大佬指出，要是使用中出现什么BUG也希望大家回来反馈一下，十分感谢