一、前言

本文是基于STM32F103C8T6的片内flash数据读取，由于目前还没有音频播放模块，所以说还不知道播放效果，如果有什么问题，还请大家多多指正。

二、题目要求

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。

三、什么是片内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。下面我们就来介绍下这些组成部分：

①主存储器。该部分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。该部分分为 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。该部分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。
具体可以参考：STM32之内部FLASH原理

四、闪存的编程和擦除

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，他们分别是：

① FPEC 键寄存器(FLASH_KEYR)

② 选择字节键寄存器(FLASH_OPTKEYR)

③ 闪存控制寄存器(FLASH_CR)

④ 闪存状态寄存器(FLASH_SR)

⑤ 闪存地址寄存器(FLASH_AR)

⑥ 选择字节寄存器(FLASH_OBR)

⑦ 写保护寄存器(FLASH_WRPR)

其中 FPEC 键寄存器总共有 3 个键值：

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 编程过程如下：
在这里插入图片描述

从上图可以得到闪存的编程顺序如下：

① 检查 FLASH_CR 的 LOCK 是否解锁，如果没有则先解锁

② 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

③ 设置 FLASH_CR 寄存器的 PG 位为’1’

④ 在指定的地址写入要编程的半字

⑤ 等待 BSY 位变为’0’

⑥ 读出写入的地址并验证数据

五、基于flash的数据读取

1、工程创建

创建一个CubeMX，其他配置就如我们往常那样配置，现在主要讲几个：
由于我们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（PC13）。
在这里插入图片描述
设置堆栈的大小，这里设置为4K（也可设置为2K）。

紧接着我们导出工程就OK了。

2、修改代码

首先咱们需要下载flash.c文件，这里我直接把我整个工程都放进来，点击下载。提取码：1111
或者我们可以直接将我的文件夹中flash.c由于flash.h文件添加到自己的工程中：
在这里插入图片描述
接着打开main.c文件，看到我们存储数据的数组，在里面我们可以修改需要存储的数据

然后进行编译无错即可。

3、烧录

在这里需要用到ST-link，之前我们都是用FlyMCU直接进行烧录的，但是如果我们还是像之前一样的话我们就将无法进行测试，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中观察测试结果（数据是否存储进去）。
ST-link连线：

ST-link	STM32
SWCLK	SWCLK
SWDIO	SWDIO
GND	GND
VCC	VCC

连线结果如图所示：
请添加图片描述
紧接着我们回到Keil工程中，点击“仙女棒”，在“Debug”选项卡中选择ST-link
在这里插入图片描述
在选择完之后查看右边的“SWDIO”，如果显示了“IDCODE”就表示ST-link连接成功：

然后点击下载按钮可以将程序下载到我们的板子中

注意我们一定要选择正确自己板子的型号，因为ST-link在烧录的时候会严格地检查STM32型号，如果板子型号选择错误就会报错。

4、调试

在调试的时候为了方便我们观察，首先需要我们在main函数中的while循环前设置一个断点。
在这里插入图片描述
一直连接上板子然后进入debug，千万不要选择仿真调试，点击视图—>观测窗口—>随便选择一个窗口

紧接着在右下角的Memory1窗口中输入我们存储数据的地址0x0800C000

点击全速运行，可以看到板子上的PC13 LED亮起，然后Memory 1窗口中出现之前存储的数据，证明数据成功写入
在这里插入图片描述
断电之后再次上电进行调试，程序依然停在while循环前，可以看到上次写入的数据还在其中，证明已经将数据写入到flash中

实验完成

六、基于flash的提示音播放

由于提示音的波形比较复杂，这里我们用正弦波来模拟

1、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
在这里插入图片描述
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wab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

这就选中需要的数据了，紧接着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即可在这里插入图片描述
这里我们直接用DAC生成正弦波的工程提取码：1111，然后将生成得到的数据粘贴进入数组即可（记得修改数组大小）

将数据粘贴进去过后编译下载并烧录。
用示波器观察PB5输出的波形

实验成功