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7.STM32F10x闪存编程手册.pdf

发布时间：2022-05-29 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.23M 资料格式：pdf 举报 版权申诉
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    本译文仅供参考，如有翻译错误，请以英文原稿为准 PM0042 编程手册 编程手册 编程手册 编程手册 STM32F10x闪存编程 闪存编程 闪存编程 闪存编程 简介简介简介简介 本编程手册介绍了如何烧写STM32F10x微控制器的闪存存储器。 STM32F10x内嵌的闪存存储器可以用在线编程(ICP)或在程序中编程(IAP)烧写。 在线编程(In-Circuit Programming – ICP)方式用于更新闪存存储器的全部内容，它通过JTAG或 SWD协议下载用户应用程序到微控制器中。ICP是一种快速有效的流程，消除了封装和管座的 困扰。 与ICP方式对应，在程序中编程(In-Application Programming – IAP)可以使用微控制器支持的任一 种通信接口(如I/O端口、USB、CAN、UART等)下载程序或数据到存储器中。IAP允许你在程序 运行时重新烧写闪存存储器中的内容。然而，IAP要求至少有一部分程序已经用ICP烧到某个闪 存块中。 本文的内容适用于STM32F101和STM32F103系列。 闪存接口是在AHB协议上实现了对指令和数据的访问，通过对存储器的分区和预取缓存的实 现，加快了存储器的访问；闪存接口还实现了闪存编程和擦除所需的逻辑电路，这里还包括访 问和写入保护以及选择字节的控制。 STM32F10x闪存编程 页1/23
    本译文仅供参考，如有翻译错误，请以英文原稿为准 目录目录目录目录 1 概述 ................................................................................................................................................................... 4 1.1 特性 ....................................................................................................................................................... 4 1.2 闪存模块组织 ....................................................................................................................................... 4 2 读/编写STM32F10x内置闪存.......................................................................................................................... 6 2.1 简介 ....................................................................................................................................................... 6 2.2 读操作 ................................................................................................................................................... 6 2.2.1 取指令 ....................................................................................................................................... 6 2.2.2 D-Code接口............................................................................................................................... 6 2.2.3 闪存访问控制器 ....................................................................................................................... 6 2.2.4 信息模块访问 ........................................................................................................................... 7 2.3 闪存编程和擦除控制器(FPEC) ........................................................................................................... 7 2.3.1 键值 ........................................................................................................................................... 7 2.3.2 解除闪存锁 ............................................................................................................................... 7 2.3.3 闪存编程 ................................................................................................................................... 7 2.3.4 信息块的编程 ........................................................................................................................... 8 2.3.5 闪存擦除 ................................................................................................................................... 9 2.4 保护 ..................................................................................................................................................... 11 2.4.1 读保护 ..................................................................................................................................... 11 2.4.2 写保护 ..................................................................................................................................... 11 2.4.3 信息块保护 ............................................................................................................................. 12 2.5 选择字节加载 ..................................................................................................................................... 12 2.6 低功耗管理 ......................................................................................................................................... 13 3 寄存器说明 ..................................................................................................................................................... 14 3.1 闪存访问控制寄存器(FALSH_CR)................................................................................................... 14 3.2 FPEC键寄存器(FLASH_KEYR)........................................................................................................ 15 3.3 闪存OPTKEY寄存器(FLASH_OPTKEYR)...................................................................................... 15 3.4 闪存状态寄存器(FLASH_SR) ........................................................................................................... 16 3.5 闪存控制寄存器(FLASH_CR)........................................................................................................... 17 3.6 闪存地址寄存器(FLASH_AR)........................................................................................................... 18 3.7 选择字节寄存器(FLASH_OBR)........................................................................................................ 19 3.8 写保护寄存器(FLASH_WRPR)......................................................................................................... 20 3.9 闪存寄存器映像 ................................................................................................................................. 21 4 版本历史 ......................................................................................................................................................... 22 STM32F10x闪存编程 页2/23
    本译文仅供参考，如有翻译错误，请以英文原稿为准 术语术语术语术语 下面列出了本文档中所用到的术语和缩写的简要说明：  Cortex-M3内核集成了两个调试端口： − JTAG调试接口(JTAG-DP)提供基于JTAG(Joint Test Action Group 联合测试行动小组) 协议的5线标准接口。 − SWD调试接口(SWD-DP)提供基于SWD(Serial Wire Debug 串行线调试)协议的2线标 准接口。 有关JTAG和SWD协议，请参考Cortex M3 Technical Reference Manual。  选择字节：存放在闪存中的产品配置位。  字(Word)：32位长的数据或指令  半字(Half Word)：16位长的数据或指令  字节(Byte)：8位长的数据或指令  FPEC(FLASH Program/Erase controller 闪存编程/擦除控制器)：对内置闪存的写操作是由一    个内嵌的FPEC管理的。 IAP(In-Application Programming)：IAP是在用户程序运行时对闪存微控制器中存储器重新 编程的一种能力。 ICP(In-Circuit Programming)：ICP是在芯片安装在用户应用板上后通过JTAG协议对闪存微 控制器中存储器编程的一种能力。 I-Code：这是连接Cortex-M3核心的指令总线与闪存程序存储器接口的总线，指令预取是在 这个总线上实现的。  D-Code：这是连接Cortex-M3核心的D-Code总线(常数和调试访问)与闪存数据存储器接口 的总线。  SIF：用户选择字节的小信息块(详见图4)。  AHB：先进高性能总线。 STM32F10x闪存编程 页3/23
    本译文仅供参考，如有翻译错误，请以英文原稿为准 1 概述概述概述概述 1.1 特性特性特性特性  128K字节闪存  擦写周期：1000次  存储器配置： − 主存储块：16K x 64位 − 信息块：320 x 64位 闪存接口的特性：  带预取缓冲器的读接口(2x64位)  选择字节加载  闪存编程/擦除操作  读出/写入保护 1.2 闪存闪存闪存闪存模块组织 模块组织 模块组织 模块组织 存储器组织成主存储器块和信息块；主存储器块包含128页，每页1K字节；信息块包括2页(2K 字节和0.5K字节)；如表一： 模块组织 表一表一表一表一 闪存闪存闪存闪存模块组织 模块组织模块组织 地址范围 地址范围 地址范围地址范围 长度长度长度长度(字节字节字节字节) 块块块块 主存储器 信息块 闪存寄存器 4 x 1K 4 x 1K 4 x 1K . . . 4 x 1K 2K 512 4 4 4 4 4 4 4 4 4 100 名称名称名称名称 页0 页1 页2 页3 页4~7 页8~11 . . . 0x0800 0000 – 0x0800 03FF 0x0800 0400 – 0x0800 07FF 0x0800 0800 – 0x0800 0BFF 0x0800 0C00 – 0x0800 0FFF 0x0800 1000 – 0x0800 1FFF 0x0800 2000 – 0x0800 2FFF . . . 页124~127 启动程序代码 用户选择字节 FLASH_ACR FLASH_KEYR 0x0801 F000 – 0x0801 FFFF 0x1FFF F000 – 0x1FFF F7FF 0x1FFF F800 – 0x1FFF F9FF 0x4002 2000 – 0x4002 2003 0x4002 2004 – 0x4002 2007 FLASH_OPTKEYR 0x4002 2008 – 0x4002 200B 0x4002 200C – 0x4002 200F 0x4002 2010 – 0x4002 2013 0x4002 2014 – 0x4002 2017 0x4002 2018 – 0x4002 201B 0x4002 201C – 0x4002 201F 0x4002 2020 – 0x4002 2023 0x4002 2024 – 0x4002 2087 FLASH_OBR FLASH_WRPR FLASH_SR FLASH_CR FLASH_AR 保留 保留 闪存存储器被组织成32位宽的存储器单元，可以存放代码和数据常数。每一个STM32F10x微控 制器的闪存模块都有一个特定的启始地址，有关的启始地址请参考STM32F10x参考手册。 系统存储器是用于存放在系统存储器自举模式下的启动程序，这个区域只保留给ST使用；ST在 生产线上对这个区域编程并锁定以防止用户擦写。 STM32F10x闪存编程 页4/23
    本译文仅供参考，如有翻译错误，请以英文原稿为准 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。 闪存存储器有两种保护方式防止非法的访问(读、写、擦除)：  页写入保护  读出保护 详情请参考2.4节。 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。 进行闪存编程操作时(写或擦除)，必须打开内部的RC振荡器(HSI)。 闪存存储器可以用ICP或IAP方式编程。 STM32F10x闪存编程 页5/23
    本译文仅供参考，如有翻译错误，请以英文原稿为准 2 读读读读/编写编写编写编写 STM32F10x 内置内置内置内置闪存闪存闪存闪存 2.1 简介简介简介简介 本节介绍如何读和对STM32F10x的内置闪存编程 2.2 读操作读操作读操作读操作 内置闪存模块可以在通用地址空间直接寻址，任何32位数据的读操作都能访问闪存模块的内容 并得到相应的数据。 读接口在闪存端包含一个读控制器，还包含一个AHB接口与CPU衔接。这个接口的主要工作就 是产生读闪存的控制信号并预取CPU要求的指令块，预取指令块仅用于在I-Code总线上的取指 操作，数据常量是通过D-Code总线访问的。这两条总线的访问目标是相同的闪存模块，访问D- Code将比预取指令优先级高。 2.2.1 取指令取指令取指令取指令 Cortex-M3在I-Code总线上取指令，在D-Code总线上取数据。预取指令块可以有效地提高对I- Code总线访问的效率。 预取缓冲器 预取缓冲器 预取缓冲器 预取缓冲器 预取缓冲器包含两个数据块，每个数据块有8个字节；预取指令(数据)块直接映像到闪存中，因 为数据块的大小与闪存的宽度相同，所以读取预取指令块可以在一个读周期完成。 设置预取缓冲器可以使CPU更快地执行，CPU读取一个字的同时下一个字已经在预取缓冲器中 等候，即当代码跳转的边界为8字节的倍数时，闪存的加速比例为2。 预取控制器 预取控制器 预取控制器 预取控制器 预取控制器根据预取缓冲器中可用的空间决定是否访问闪存，预取缓冲器中有至少一块的空余 空间时，预取控制器则启动一次读操作。 清除闪存访问控制寄存器中的一个控制位能够关闭预取缓冲器，这样预取缓冲器将处于关闭状 态。 注意： 当AHB时钟的预分频系数不为“1”时，必须打开预取缓冲器(FLASH_ACR[4]= 1 )。 如果在系统中没有高频率的时钟，即HCLK频率较低时，闪存的访问只需半个HCLK周期(半周 期的闪存访问只能在时钟频率低于8MHz时进行，使用HIS或HSE并且关闭PLL时可得到这样的 频率)；在闪存访问控制寄存器中有一个控制位可以选择这种工作方式。 注意： 当使用了预取缓冲器和AHB时钟的预分频系数不为“1”时，不能使用半周期访问方式。 访问时间调节 访问时间调节 访问时间调节 访问时间调节 为了维持读闪存的控制信号，预取控制器的时钟周期与闪存访问时间的比例由闪存访问控制器 控制；这个值给出了能够正确地读取数据时，闪存控制信号所需的时钟周期数目；复位后，该 值为1，闪存访问为两个时钟周期(FLASH_ACR的复位值为01，长度=1)。 2.2.2 D-Code接口接口接口接口 D-Code接口包含CPU端简单的AHB接口和对闪存访问控制器的仲裁器提出访问请求的逻辑电 路。D-Code的访问优先于预取指令的访问。这个接口使用预取缓冲器的访问时间调节模块。 2.2.3 闪存访问控制器 闪存访问控制器 闪存访问控制器 闪存访问控制器 这个模块就是在I-Code上的指令预取请求和D-Code接口上读请求的仲裁器。 STM32F10x闪存编程 页6/23
    本译文仅供参考，如有翻译错误，请以英文原稿为准 D-Code接口的请求优先于I-Code的请求。 2.2.4 信信信信息模块访问 息模块访问 息模块访问 息模块访问 信息模块的内容可以通过I-Code总线执行并且可以在D-Code总线上读出，小信息模块可以在任 一模式下读写。 选择字节模块包含配置选择字节和其他用户定义的信息。 2.3 闪存编程和擦除控制器 闪存编程和擦除控制器(FPEC) 闪存编程和擦除控制器 闪存编程和擦除控制器 FPEC模块处理闪存的编程和擦除操作，它包括7个32位的寄存器：  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) 只要CPU不访问闪存，闪存操作不会延缓CPU的执行。 2.3.1 键值键值键值键值 共有三个键值：  RDPRT键 = 0x000000A5  KEY1 = 0x45670123  KEY2 = 0xCDEF89AB 2.3.2 解除闪存锁 解除闪存锁 解除闪存锁 解除闪存锁 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，这个特定的序列是两个键值(KEY1和KEY2，见2.3.1 节)；写入任何其他序列都会在下次复位前锁死FPEC模块和FLASH_CR寄存器。 写入错误的键序列还会产生总线错误；总线错误发生在第一次写入的不是KEY1，或第一次写入 的 是KEY1 但 第 二 次写 入的 不 是KEY2 时 ；FPEC模 块 和FLASH_CR 寄 存器 可 以 由 程 序 设置 FLASH_CR寄存器中的LOCK位锁住，这时可以通过在FLASH_KEYR中写入正确的键值对FPEC 解锁。 2.3.3 闪存编程 闪存编程 闪存编程闪存编程 每次闪存编程可以写入16位。当FLASH_CR寄存器的PG位为1时，写入一个半字到一个闪存地 址将启动一次编程；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。 STM32F10x闪存编程 页7/23
    本译文仅供参考，如有翻译错误，请以英文原稿为准 编程过程 图一图一图一图一 编程过程 编程过程编程过程 = 1 执行解锁序列 读FLASH_CR的LOCK位 LOCK位=1 = 0 置FLASH_CR的PG位=1 在指定的地址写入半字(16位) FLASH_SR的 BSY位= 1？ = 1 = 0 读编程地址并检查写入的数据 标准编程 标准编程 标准编程标准编程 这种模式下CPU以标准的半字写的方式烧写闪存，FLASH_CR寄存器的PG位必须置1。FPEC先 读出指定地址的内容并检查它是否被擦除，如未被擦除则不执行编程并在FLASH_SR寄存器的 PGERR位提出警告(唯一的例外是当要烧写的数值是0x0000时，0x0000可被正确烧入且PGERR 位不置位)；如果指定的地址在FLASH_WRPR中指定为写保护，则不执行编程并在FLASH_SR 寄存器的WRPRTERR位置1提出警告。FLASH_SR寄存器的EOP为1时表示编程结束。 标准的闪存编程顺序如下：  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；  写入要编程的半字到指定的地址；  等待BSY位变为0；  读出写入的地址并验证数据。 注意： 当FLASH_SR寄存器的BSY位为1时，不能对任何寄存器执行写操作。 2.3.4 信息块的编程 信息块的编程 信息块的编程 信息块的编程 选择字节编程 选择字节编程 选择字节编程 选择字节编程 选择字节是通过特殊的地址进行编程。选择字节只有6个字节(4个用于写保护，1个由于读保 护 ， 另 一 个 用 于 器 件 配 置 ) 。 对 FPEC 解 锁 后 ， 分 别 写 入 KEY1 和 KEY2( 见 2.3.1 节 ) 到 FLASH_OPTKEYR，再设置FLASH_CR寄存器的OPTWRE位为1，此时可以对小信息块进行编 程：设置FLASH_CR寄存器的OPTPG位为1后写入半字到指定的地址。 FPEC先读出指定地址的选择字节内容并检查它是否被擦除，如未被擦除则不执行编程并在 FLASH_SR寄存器的WRPRTERR位提出警告。FLASH_SR寄存器的EOP为1时表示编程结束。 FPEC使用半字中的低字节并自动地计算出高字节(高字节为低字节的反码)，并开始编程操作， 这将保证选择字节和它的反码始终是正确的。 烧写编程的顺序如下：  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OPTWRE位为1；  设置FLASH_CR寄存器的OPTPG位为1；  写入要编程的半字到指定的地址； STM32F10x闪存编程 页8/23
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