STM32F1xx闪存编程参考手册-中文.pdf

发布时间：2022-05-29 发布人：admin 分类：说明书资料大小：0.80M 资料格式：pdf 举报版权申诉

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1 概述

1.1 特性

1.2 闪存模块组织

2 读/编写STM32F10xxx内置闪存

2.1 简介

2.2 读操作

2.2.1 取指令

预取缓冲器

预取控制器

访问时间调节器

2.2.2 D-Code接口

2.2.3 闪存访问控制器

2.3 闪存编程和擦除控制器(FPEC)

2.3.1 键值

2.3.2 解除闪存锁

2.3.3 主闪存编程

标准编程

2.3.4 闪存擦除

页擦除

整片擦除

2.3.5 选择字节编程

擦除过程

2.4 保护

2.4.1 写保护

解除保护

2.4.2 读保护

解除读保护

2.4.3 选择字节块写保护

2.5 选择字节说明

3 寄存器说明

3.1 闪存访问控制寄存器(FLASH_ACR)

3.2 FPEC键寄存器(FLASH_KEYR)

3.3 闪存OPTKEY寄存器(FLASH_OPTKEYR)

3.4 闪存状态寄存器(FLASH_SR)

3.5 闪存控制寄存器(FLASH_CR)

3.6 闪存地址寄存器(FLASH_AR)

3.7 选择字节寄存器(FLASH_OBR)

3.8 写保护寄存器(FLASH_WRPR)

3.9 闪存寄存器映像

依据2008年9月英文第4版翻译。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 STM32F10xxx闪存编程简介本编程手册介绍了如何烧写STM32F101xx、STM32F102xx和STM32F103xx微控制器的闪存存储器。为方便起见，在本文中除特别说明外，统称它们为STM32F10xxx。 STM32F10xxx内嵌的闪存存储器可以用于在线编程(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、 SWD协议或系统加载程序(Bootloader)下载用户应用程序到微控制器中。ICP是一种快速有效的编程方法，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、I2C、SPI等)下载程序或数据到存储器中。IAP 允许用户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使用ICP烧到闪存存储器中。闪存接口是在AHB协议上实现了对指令和数据的访问，它通过对存储器的预取缓存，加快了存储器的访问；闪存接口还实现了在所有工作电压下对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。 STM32F10xxx闪存编程手册页1/22

依据2008年9月英文第4版翻译。本译文仅供参考，如有翻译错误，请以英文原稿为准目录 1 概述...................................................................................................................................................4 1.1 特性 ........................................................................................................................................4 1.2 闪存模块组织..........................................................................................................................4 2 读/编写STM32F10xxx内置闪存 .........................................................................................................7 2.1 简介 ........................................................................................................................................7 2.2 读操作.....................................................................................................................................7 2.2.1 取指令..........................................................................................................................7 2.2.2 D-Code接口 .................................................................................................................7 2.2.3 闪存访问控制器............................................................................................................7 2.3 闪存编程和擦除控制器(FPEC)................................................................................................8 2.3.1 键值..............................................................................................................................8 2.3.2 解除闪存锁...................................................................................................................8 2.3.3 主闪存编程...................................................................................................................8 2.3.4 闪存擦除 ......................................................................................................................9 2.3.5 选择字节编程 .............................................................................................................10 2.4 保护 ......................................................................................................................................12 2.4.1 写保护........................................................................................................................12 2.4.2 读保护........................................................................................................................12 2.4.3 选择字节块写保护 ......................................................................................................13 2.5 选择字节说明........................................................................................................................13 3 寄存器说明 ......................................................................................................................................15 3.1 闪存访问控制寄存器(FLASH_ACR)......................................................................................15 3.2 FPEC键寄存器(FLASH_KEYR)............................................................................................16 3.3 闪存OPTKEY寄存器(FLASH_OPTKEYR) ............................................................................16 3.4 闪存状态寄存器(FLASH_SR)................................................................................................17 3.5 闪存控制寄存器(FLASH_CR) ...............................................................................................18 3.6 闪存地址寄存器(FLASH_AR)................................................................................................19 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 STM32F10xxx闪存编程页2/22

依据2008年9月英文第4版翻译。本译文仅供参考，如有翻译错误，请以英文原稿为准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：小容量产品是指闪存存储器容量在16K至32K字节之间的STM32F101xx、STM32F102xx 和STM32F103xx微控制器。中容量产品是指闪存存储器容量在64K至128K字节之间的STM32F101xx、STM32F102xx 和STM32F103xx微控制器。大容量产品是指闪存存储器容量在256K 至 512K 字节之间的 STM32F101xx 和 STM32F103xx微控制器。 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。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)：内嵌的FPEC负责对内置闪存的写操作。 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。 ICP(In-Circuit Programming)：ICP是在芯片安装到用户应用板上后，通过JTAG协议对闪存微控制器中存储器编程。 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。选择字节：存放在闪存中的产品配置位。 OBL：选择字节加载单元。 AHB：先进高性能总线。 STM32F10xxx闪存编程页3/22

依据2008年9月英文第4版翻译。本译文仅供参考，如有翻译错误，请以英文原稿为准 1 概述 1.1 特性多达512K字节闪存存储器配置： − 主存储块：小容量产品：4K x 64位中容量产品：16K x 64位大容量产品：64K x 64位 − 信息块：258 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/写入保护低功耗模式 1.2 闪存模块组织按照不同容量，存储器组织成32个1K字节/页(小容量)、128个1K字节/页(中容量)、256个2K字节/页(大容量)的主存储器块和一个信息块，见表1、：表1 闪存模块组织(小容量产品) 块主存储器信息块闪存存储器接口寄存器名称页0 页1 页2 页3 页4 . . . 页31 启动程序代码用户选择字节 FLASH_ACR FLASH_KEYR FLASH_OPTKEYR FLASH_SR FLASH_CR FLASH_AR 保留 FLASH_OBR FLASH_WRPR 地址范围长度(字节) 0x0800 0000 – 0x0800 03FF 0x0800 0400 – 0x0800 07FF 0x0800 0800 – 0x0800 0BFF 0x0800 0C00 – 0x0800 0FFF 0x0800 1000 – 0x0800 13FF . . . 0x0800 7C00 – 0x0800 FFFF 0x1FFF F000 – 0x1FFF F7FF 0x1FFF F800 – 0x1FFF F80F 0x4002 2000 – 0x4002 2003 0x4002 2004 – 0x4002 2007 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 1K 1K 1K 1K 1K . . . 1K 2K 16 4 4 4 4 4 4 4 4 4 STM32F10xxx闪存编程页4/22

依据2008年9月英文第4版翻译。本译文仅供参考，如有翻译错误，请以英文原稿为准表2 闪存模块组织(中容量产品) 块主存储器信息块闪存存储器接口寄存器名称页0 页1 页2 页3 页4 . . . 页127 启动程序代码用户选择字节 FLASH_ACR FLASH_KEYR FLASH_OPTKEYR FLASH_SR FLASH_CR FLASH_AR 保留 FLASH_OBR FLASH_WRPR 表3 闪存模块组织(大容量产品) 地址范围长度(字节) 0x0800 0000 – 0x0800 03FF 0x0800 0400 – 0x0800 07FF 0x0800 0800 – 0x0800 0BFF 0x0800 0C00 – 0x0800 0FFF 0x0800 1000 – 0x0800 13FF . . . 0x0801 FC00 – 0x0801 FFFF 0x1FFF F000 – 0x1FFF F7FF 0x1FFF F800 – 0x1FFF F80F 0x4002 2000 – 0x4002 2003 0x4002 2004 – 0x4002 2007 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 1K 1K 1K 1K 1K . . . 1K 2K 16 4 4 4 4 4 4 4 4 4 地址范围长度(字节) 2K 2K 2K 2K . . . 2K 2K 16 4 4 4 4 4 4 4 4 4 块主存储器信息块闪存存储器接口寄存器名称页0 页1 页2 页3 . . . 0x0800 0000 – 0x0800 07FF 0x0800 0800 – 0x0800 0FFF 0x0800 1000 – 0x0801 17FF 0x0800 1800 – 0x0801 FFFF . . . 页255 启动程序代码用户选择字节 FLASH_ACR FLASH_KEYR FLASH_OPTKEYR FLASH_SR FLASH_CR FLASH_AR 保留 FLASH_OBR FLASH_WRPR 0x0807 F800 – 0x0807 FFFF 0x1FFF F000 – 0x1FFF F7FF 0x1FFF F800 – 0x1FFF F80F 0x4002 2000 – 0x4002 2003 0x4002 2004 – 0x4002 2007 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 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STM32F10xxx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STM32F10xxx参考手册。 STM32F10xxx闪存编程页5/22

依据2008年9月英文第4版翻译。本译文仅供参考，如有翻译错误，请以英文原稿为准信息块分为两个部分：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，启动程序使用USART1串行接口实现对闪存存储器的编程；ST在生产线上对这个区域编程并锁定以防止用户擦写。关于使用这个启动程序的详细信息，请参阅AN2606。选择字节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0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。注：在低功耗模式下，所有闪存存储器的操作都被中止。详情请阅STM32F10xxx参考手册。 STM32F10xxx闪存编程页6/22

依据2008年9月英文第4版翻译。本译文仅供参考，如有翻译错误，请以英文原稿为准 2 读/编写STM32F10xxx内置闪存 2.1 简介本节介绍如何读和对STM32F10xxx的内置闪存编程。 2.2 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 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。芯片复位后预取缓冲器处于开启状态。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HSI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。访问时间调节器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；芯片复位后，该值为’0’，闪存访问仅为一个时钟周期。 2.2.2 D-Code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器模块。 2.2.3 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。 D-Code接口的请求优先于I-Code的请求。 STM32F10xxx闪存编程页7/22

依据2008年9月英文第4版翻译。本译文仅供参考，如有翻译错误，请以英文原稿为准 2.3 闪存编程和擦除控制器(FPEC) 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 键值共有三个键值： RDPRT键 = 0x000000A5 KEY1 = 0x45670123 KEY2 = 0xCDEF89AB 2.3.2 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，这个特定的序列是在FLASH_KEYR写入两个键值 (KEY1和KEY2，见2.3.1节)；错误的操作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 主闪存编程对主闪存编程每次可以写入16位。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。 STM32F10xxx闪存编程页8/22

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