【STM32H7教程】第71章 STM32H7的内部Flash应用之模拟EEPROM

  • 2020 年 3 月 11 日
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第71章       STM32H7的内部Flash应用之模拟EEPROM

本章节为大家讲解STM32H7的内部Flash模拟EEPROM,主要应用到板子没有外置EERPOM的场合,而且H7的内部Flash比较大,可以开辟一个扇区用于模拟EEPROM。

71.1 初学者重要提示

71.2 模拟EEPROM驱动设计

71.4 模拟EEPROM板级支持包(bsp_cpu_flash.c)

71.5 模拟EERPOM驱动移植和使用

71.6 实验例程设计框架

71.7 实验例程说明(MDK)

71.8 实验例程说明(IAR)

71.9 总结

71.1 初学者重要提示

  1.   学习本章节前,务必优先学习第70章。
  2.   使用内部Flash模拟EEPROM,务必告诉编译要使用的存储空间,防止这个空间存入了程序。
  3.   STM32H7的Flash编程时,务必保证要编程的地址是32字节对齐的,即此地址对32求余为0。并且编程的数据必须32字节整数倍。
  4.   STM32H743XI有两个独立的BANK,一个BANK的编程和擦除操作对另一个BANK没有任何影响。但是用户应用程序和要擦写的Flash扇区在同一个BANK,在执行擦写操作时,应用应用程序将停止运行,包括中断服务程序。
  5.   使用内部Flash模拟EEPROM要做到先擦除后使用。

71.2 模拟EEPROM驱动设计

这里重点把内部Flash的读取,编程和擦除做个说明。

71.2.1 内部Flash擦除的实现

内部Flash的擦除思路如下:

  •   第1步,获取擦除地址所处的扇区。
  •   第2步,调用函数HAL_FLASH_Unlock解锁。
  •   第3步,调用函数HAL_FLASHEx_Erase擦除一个扇区。
  •   第4步,调用函数HAL_FLASH_Lock上锁。

按照这个思路,程序实现如下:

1.    /*  2.    ******************************************************************************************************  3.    *    函 数 名: bsp_EraseCpuFlash  4.    *    功能说明: 擦除CPU FLASH一个扇区 (128KB)  5.    *    形    参: _ulFlashAddr : Flash地址  6.    *    返 回 值: 0 成功, 1 失败  7.    *              HAL_OK       = 0x00,  8.    *              HAL_ERROR    = 0x01,  9.    *              HAL_BUSY     = 0x02,  10.    *              HAL_TIMEOUT  = 0x03  11.    *  12.    ******************************************************************************************************  13.    */  14.    uint8_t bsp_EraseCpuFlash(uint32_t _ulFlashAddr)  15.    {  16.        uint32_t FirstSector = 0, NbOfSectors = 0;  17.        FLASH_EraseInitTypeDef EraseInitStruct;  18.        uint32_t SECTORError = 0;  19.        uint8_t re;  20.  21.        /* 解锁 */  22.        HAL_FLASH_Unlock();  23.  24.        /* 获取此地址所在的扇区 */  25.        FirstSector = bsp_GetSector(_ulFlashAddr);  26.  27.        /* 固定1个扇区 */  28.        NbOfSectors = 1;  29.  30.        /* 擦除扇区配置 */  31.        EraseInitStruct.TypeErase     = FLASH_TYPEERASE_SECTORS;  32.        EraseInitStruct.VoltageRange  = FLASH_VOLTAGE_RANGE_3;  33.  34.        if (_ulFlashAddr >= ADDR_FLASH_SECTOR_0_BANK2)  35.        {  36.            EraseInitStruct.Banks         = FLASH_BANK_2;  37.        }  38.        else  39.        {  40.            EraseInitStruct.Banks         = FLASH_BANK_1;  41.        }  42.  43.        EraseInitStruct.Sector        = FirstSector;  44.        EraseInitStruct.NbSectors     = NbOfSectors;  45.  46.        /* 扇区擦除 */  47.        re = HAL_FLASHEx_Erase(&EraseInitStruct, &SECTORError);  48.  49.        /* 擦除完毕后,上锁 */  50.        HAL_FLASH_Lock();  51.  52.        return re;  53.    }

这里将此程序设计的关键点为大家做个说明:

  •   第25行函数是通过函数bsp_GetSector获取要擦除地址所处的扇区。这个函数的实现比较简单,代码如下:
/*  *********************************************************************************************************  *    函 数 名: bsp_GetSector  *    功能说明: 根据地址计算扇区首地址  *    形    参: 无  *    返 回 值: 扇区号(0-7)  *********************************************************************************************************  */  uint32_t bsp_GetSector(uint32_t Address)  {      uint32_t sector = 0;        if (((Address < ADDR_FLASH_SECTOR_1_BANK1) && (Address >= ADDR_FLASH_SECTOR_0_BANK1)) ||           ((Address < ADDR_FLASH_SECTOR_1_BANK2) && (Address >= ADDR_FLASH_SECTOR_0_BANK2)))      {          sector = FLASH_SECTOR_0;      }      else if (((Address < ADDR_FLASH_SECTOR_2_BANK1) && (Address >= ADDR_FLASH_SECTOR_1_BANK1)) ||         ((Address < ADDR_FLASH_SECTOR_2_BANK2) && (Address >= ADDR_FLASH_SECTOR_1_BANK2)))      {          sector = FLASH_SECTOR_1;      }      else if (((Address < ADDR_FLASH_SECTOR_3_BANK1) && (Address >= ADDR_FLASH_SECTOR_2_BANK1)) ||         ((Address < ADDR_FLASH_SECTOR_3_BANK2) && (Address >= ADDR_FLASH_SECTOR_2_BANK2)))      {          sector = FLASH_SECTOR_2;      }      else if (((Address < ADDR_FLASH_SECTOR_4_BANK1) && (Address >= ADDR_FLASH_SECTOR_3_BANK1)) ||         ((Address < ADDR_FLASH_SECTOR_4_BANK2) && (Address >= ADDR_FLASH_SECTOR_3_BANK2)))      {          sector = FLASH_SECTOR_3;      }      else if (((Address < ADDR_FLASH_SECTOR_5_BANK1) && (Address >= ADDR_FLASH_SECTOR_4_BANK1)) ||         ((Address < ADDR_FLASH_SECTOR_5_BANK2) && (Address >= ADDR_FLASH_SECTOR_4_BANK2)))      {          sector = FLASH_SECTOR_4;      }      else if (((Address < ADDR_FLASH_SECTOR_6_BANK1) && (Address >= ADDR_FLASH_SECTOR_5_BANK1)) ||         ((Address < ADDR_FLASH_SECTOR_6_BANK2) && (Address >= ADDR_FLASH_SECTOR_5_BANK2)))      {          sector = FLASH_SECTOR_5;      }      else if (((Address < ADDR_FLASH_SECTOR_7_BANK1) && (Address >= ADDR_FLASH_SECTOR_6_BANK1)) ||         ((Address < ADDR_FLASH_SECTOR_7_BANK2) && (Address >= ADDR_FLASH_SECTOR_6_BANK2)))      {          sector = FLASH_SECTOR_6;      }      else if (((Address < ADDR_FLASH_SECTOR_0_BANK2) && (Address >= ADDR_FLASH_SECTOR_7_BANK1)) ||         ((Address < CPU_FLASH_END_ADDR) && (Address >= ADDR_FLASH_SECTOR_7_BANK2)))      {          sector = FLASH_SECTOR_7;      }      else      {          sector = FLASH_SECTOR_7;      }        return sector;  }

由于STM32H7的BANK1和BANK2是独立的,都有8个扇区,所以程序里面只需返回要擦除地址所处的扇区号即可。

  •   第47行的擦除函数HAL_FLASHEx_Erase在第70章的4.4小节有说明。

71.2.2 内部Flash编程的实现

内部Flash的编程思路如下:

  •   第1步,判断是否要编写数据进去,如果数据已经在内部Flash里面。
  •   第2步,调用函数HAL_FLASH_Unlock解锁。
  •   第3步,调用函数HAL_FLASH_Program对内部Flash编程数据。
  •   第4步,调用函数HAL_FLASH_Lock上锁。

按照这个思路,程序实现如下:

1.    /*  2.    ******************************************************************************************************  3.    *    函 数 名: bsp_WriteCpuFlash  4.    *    功能说明: 写数据到CPU 内部Flash。 必须按32字节整数倍写。不支持跨扇区。扇区大小128KB.   5.    *              写之前需要擦除扇区. 长度不是32字节整数倍时,最后几个字节末尾补0写入.  6.    *    形    参: _ulFlashAddr : Flash地址  7.    *             _ucpSrc : 数据缓冲区  8.    *             _ulSize : 数据大小(单位是字节, 必须是32字节整数倍)  9.    *    返 回 值: 0-成功,1-数据长度或地址溢出,2-写Flash出错(估计Flash寿命到)  10.    ******************************************************************************************************  11.    */  12.    uint8_t bsp_WriteCpuFlash(uint32_t _ulFlashAddr, uint8_t *_ucpSrc, uint32_t _ulSize)  13.    {  14.        uint32_t i;  15.        uint8_t ucRet;  16.  17.        /* 如果偏移地址超过芯片容量,则不改写输出缓冲区 */  18.        if (_ulFlashAddr + _ulSize > CPU_FLASH_BASE_ADDR + CPU_FLASH_SIZE)  19.        {  20.            return 1;  21.        }  22.  23.        /* 长度为0时不继续操作  */  24.        if (_ulSize == 0)  25.        {  26.            return 0;  27.        }  28.  29.        ucRet = bsp_CmpCpuFlash(_ulFlashAddr, _ucpSrc, _ulSize);  30.  31.        if (ucRet == FLASH_IS_EQU)  32.        {  33.            return 0;  34.        }  35.  36.        __set_PRIMASK(1);          /* 关中断 */  37.  38.        /* FLASH 解锁 */  39.        HAL_FLASH_Unlock();  40.  41.        for (i = 0; i < _ulSize / 32; i++)  42.        {  43.            uint64_t FlashWord[4];  44.  45.            memcpy((char *)FlashWord, _ucpSrc, 32);  46.            _ucpSrc += 32;  47.  48.            if (HAL_FLASH_Program(FLASH_TYPEPROGRAM_FLASHWORD, _ulFlashAddr,  49.                                      (uint64_t)((uint32_t)FlashWord)) == HAL_OK)  50.            {  51.                _ulFlashAddr = _ulFlashAddr + 32; /* 递增,操作下一个256bit */  52.            }  53.            else  54.            {  55.                goto err;  56.            }  57.        }  58.  59.        /* 长度不是32字节整数倍 */  60.        if (_ulSize % 32)  61.        {  62.            uint64_t FlashWord[4];  63.  64.            FlashWord[0] = 0;  65.            FlashWord[1] = 0;  66.            FlashWord[2] = 0;  67.            FlashWord[3] = 0;  68.            memcpy((char *)FlashWord, _ucpSrc, _ulSize % 32);  69.            if (HAL_FLASH_Program(FLASH_TYPEPROGRAM_FLASHWORD, _ulFlashAddr,  70.                                               (uint64_t)((uint32_t)FlashWord)) == HAL_OK)  71.            {  72.                ; // _ulFlashAddr = _ulFlashAddr + 32;  73.  74.            }  75.            else  76.            {  77.                goto err;  78.            }  79.        }  80.  81.          /* Flash 加锁,禁止写Flash控制寄存器 */  82.          HAL_FLASH_Lock();  83.  84.          __set_PRIMASK(0);          /* 开中断 */  85.  86.        return 0;  87.  88.    err:  89.          /* Flash 加锁,禁止写Flash控制寄存器 */  90.          HAL_FLASH_Lock();  91.  92.          __set_PRIMASK(0);          /* 开中断 */  93.  94.        return 1;  95.    }

关于此函数有几个要点:

  •   第1个参数必须32字节对齐,即要编程的Flash地址对32求余为0。
  •   第3个参数必须是32字节的整数倍,长度不是32字节整数倍时,最后几个字节补0写入。
  •   第29行,函数bsp_CmpCpuFlash放在这里只有一个作用,判断将要写入的数据是否已经在内部Flash存在,如果已经存在,无需重复写入,直接返回。
  •   第36行,做了一个关中断操作,这里有个知识点要给大家普及下,由于H7的BANK1和BANK2是独立的,当前正在擦除的扇区所处的BANK会停止所有在此BANK执行的程序,包含中断也会停止执行。比如当前的应用程序都在BANK1,如果要擦除或者编程BANK2,是不会不影响BANK1里面执行的程序。这里安全起见加上了开关中断。
  •   第41到57行,先将32字节整数倍的数据通过函数HAL_FLASH_Program编程,此函数每次可以固定编程32字节数据。
  •   第60到79行,将剩余不足32字节的数据补0,凑齐32字节编程。

71.2.3 内部Flash读取的实现

内部Flash数据读取比较简单,采用总线方式读取,跟访问内部RAM是一样的。比如要读取地址

0x08100000里面的一个32bit变量,我们就可以:

变量 = *(uint32_t *)(0x08100000)

为了方便起见,也专门准备了一个函数:

/*  *********************************************************************************************************  *    函 数 名: bsp_ReadCpuFlash  *    功能说明: 读取CPU Flash的内容  *    形    参:  _ucpDst : 目标缓冲区  *             _ulFlashAddr : 起始地址  *             _ulSize : 数据大小(单位是字节)  *    返 回 值: 0=成功,1=失败  *********************************************************************************************************  */  uint8_t bsp_ReadCpuFlash(uint32_t _ulFlashAddr, uint8_t *_ucpDst, uint32_t _ulSize)  {      uint32_t i;        if (_ulFlashAddr + _ulSize > CPU_FLASH_BASE_ADDR + CPU_FLASH_SIZE)      {          return 1;      }        /* 长度为0时不继续操作,否则起始地址为奇地址会出错 */      if (_ulSize == 0)      {          return 1;      }        for (i = 0; i < _ulSize; i++)      {          *_ucpDst++ = *(uint8_t *)_ulFlashAddr++;      }        return 0;  }

71.2.4 告诉编译器使用的扇区(重要)

使用内部Flash模拟EEPROM切不可随意定义一个扇区使用。因为编译器并不知道用户使用了这个扇区,导致应用程序也会编程到此扇区里面,所以就需要告诉编译器。

告诉MDK的方法如下(0x0810 0000是H7的BANK2首地址):

const uint8_t para_flash_area[128*1024] __attribute__((at(0x08100000)));

告诉IAR的方法如下:

#pragma location=0x08100000  const uint8_t para_flash_area[128*1024];

这里有两点特别注意:

  •   模拟EEPROM的扇区可以定义到从第2个扇区开始的任何扇区,但不可以定义到首扇区,因为这个扇区是默认的boot启动地址。
  •   如果应用程序不大的话,不推荐定义到末尾扇区,以MDK为例,定义到末尾扇区后,会导致整个Flash空间都被使用,从而让程序下载下载时间变长。

71.3 模拟EEPROM板级支持包(bsp_cpu_flash.c)

模拟EEPROM的驱动文件bsp_cpu_flash.c主要实现了如下几个API供用户调用:

  •   bsp_GetSector
  •   bsp_ReadCpuFlash
  •   bsp_CmpCpuFlash
  •   bsp_EraseCpuFlash
  •   bsp_WriteCpuFlash

71.3.1 函数bsp_GetSector

函数原型:

uint32_t bsp_GetSector(uint32_t Address)

函数描述:

此函数主要用于获取给定地址所处的扇区。

函数参数:

  •   第1个参数是用户给定的地址。
  •   返回值,范围FLASH_SECTOR_0到FLASH_SECTOR_7。

71.3.2 函数bsp_ReadCpuFlash

函数原型:

uint8_t bsp_ReadCpuFlash(uint32_t _ulFlashAddr, uint8_t *_ucpDst, uint32_t _ulSize)

函数描述:

此函数用于从内部Flash读取数据

函数参数:

  •   第1个参数读取的起始地址。
  •   第2个参数是读取数据的存储地址
  •   第3个参数是读取数据的大小,单位字节。
  •   返回值,0表示成功,1表示失败。

71.3.3 函数bsp_CmpCpuFlash

函数原型:

uint8_t bsp_CmpCpuFlash(uint32_t _ulFlashAddr, uint8_t *_ucpBuf, uint32_t _ulSize)

函数描述:

要编程的数据是否在内部Flash已经存在。

函数参数:

  •   第1个参数是内部Flash地址。
  •   第2个参数是缓冲区地址。
  •   第3个参数是数据大小,单位字节。
  •   返回值:

FLASH_IS_EQU               0   Flash内容和待写入的数据相等,不需要擦除和写操作。

FLASH_REQ_WRITE          1     Flash不需要擦除,直接写。

FLASH_REQ_ERASE          2     Flash需要先擦除,再写。

FLASH_PARAM_ERR         3     函数参数错误。

71.3.4 函数bsp_EraseCpuFlash

函数原型:

uint8_t bsp_EraseCpuFlash(uint32_t _ulFlashAddr)

函数描述:

此函数用于擦除一个扇区,大小128KB

函数参数:

  •   第1个参数要擦除的扇区地址,可以是此扇区范围内的任意值,一般填扇区首地址即可。
  •   返回值:

HAL_OK        = 0x00

HAL_ERROR    = 0x01

HAL_BUSY      = 0x02

HAL_TIMEOUT  = 0x03

71.3.5 函数bsp_WriteCpuFlash

函数原型:

uint8_t bsp_WriteCpuFlash(uint32_t _ulFlashAddr, uint8_t *_ucpSrc, uint32_t _ulSize)

函数描述:

此函数用于编程数据到内部Flash。

函数参数:

  •   第1个参数是要编程的内部Flash地址。
  •   第2个参数是数据缓冲区地址。
  •   第3个参数是数据大小,单位字节。
  •   返回值,0-成功,1-数据长度或地址溢出,2-写Flash出错(估计Flash寿命到)。

注意事项:

  •   第1个参数必须32字节对齐,即要编程的Flash地址对32求余为0。
  •   第3个参数必须是32字节的整数倍,长度不是32字节整数倍时,此函数会将几个字节补0写入

71.4 模拟EEPROM驱动移植和使用

模拟EEPROM移植步骤如下:

  •   第1步:复制bsp_cpu_flash.c和bsp_cpu_flash.h到自己的工程目录,并添加到工程里面。
  •   第2步:Flash驱动文件主要用到HAL库的Flash驱动文件,简单省事些可以添加所有HAL库C源文件进来。
  •   第3步,应用方法看本章节配套例子即可。

71.5 实验例程设计框架

通过程序设计框架,让大家先对配套例程有一个全面的认识,然后再理解细节,本次实验例程的设计框架如下:

  第1阶段,上电启动阶段:

  • 这部分在第14章进行了详细说明。

  第2阶段,进入main函数:

  •   第1部分,硬件初始化,主要是MPU,Cache,HAL库,系统时钟,滴答定时器和LED。
  •   第2部分,应用程序设计部分,实现内部Flash模拟EEPROM。

71.6 实验例程说明(MDK)

配套例子:

V7-049_内部Flash模拟EEPROM

实验目的:

  1. 学习内部Flash模拟EEPROM。

实验内容:

  1. 使用内部Flash模拟EEPROM,务必告诉编译要使用的存储空间,防止这个空间存入了程序。
  2. 对于同一个地址空间,仅支持一次编程(不推荐二次编程,即使是将相应bit由数值1编程0)。
  3. 只能对已经擦除的空间做编程,擦除1个扇区是128KB。
  4. H7的Flash编程时,务必保证要编程的地址是32字节对齐的,即此地址对32求余为0。

并且编程的数据必须32字节整数倍,函数bsp_WriteCpuFlash对字节数不够32字节整数倍的情况自动补0。 

实验操作:

  1. K1键按下,将8bit,16bit和32bit数据写入到内部Flash。
  2. K2键按下,将结构体数据写入到内部Flash。

上电后串口打印的信息:

波特率 115200,数据位 8,奇偶校验位无,停止位 1。

程序设计:

系统栈大小分配:

RAM空间用的DTCM:

硬件外设初始化

硬件外设的初始化是在 bsp.c 文件实现:

/*  *********************************************************************************************************  *    函 数 名: bsp_Init  *    功能说明: 初始化所有的硬件设备。该函数配置CPU寄存器和外设的寄存器并初始化一些全局变量。只需要调用一次  *    形    参:无  *    返 回 值: 无  *********************************************************************************************************  */  void bsp_Init(void)  {      /* 配置MPU */      MPU_Config();        /* 使能L1 Cache */      CPU_CACHE_Enable();        /*         STM32H7xx HAL 库初始化,此时系统用的还是H7自带的64MHz,HSI时钟:         - 调用函数HAL_InitTick,初始化滴答时钟中断1ms。         - 设置NVIV优先级分组为4。       */      HAL_Init();        /*         配置系统时钟到400MHz         - 切换使用HSE。         - 此函数会更新全局变量SystemCoreClock,并重新配置HAL_InitTick。      */      SystemClock_Config();        /*         Event Recorder:         - 可用于代码执行时间测量,MDK5.25及其以上版本才支持,IAR不支持。         - 默认不开启,如果要使能此选项,务必看V7开发板用户手册第xx章      */  #if Enable_EventRecorder == 1      /* 初始化EventRecorder并开启 */      EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U);      EventRecorderStart();  #endif    bsp_InitDWT();      /* 初始化DWT时钟周期计数器 */      bsp_InitKey();        /* 按键初始化,要放在滴答定时器之前,因为按钮检测是通过滴答定时器扫描 */      bsp_InitTimer();      /* 初始化滴答定时器 */      bsp_InitLPUart();    /* 初始化串口 */      bsp_InitExtIO();    /* 初始化FMC总线74HC574扩展IO. 必须在 bsp_InitLed()前执行 */      bsp_InitLed();        /* 初始化LED */      bsp_InitExtSDRAM(); /* 初始化SDRAM */  }

MPU配置和Cache配置:

数据Cache和指令Cache都开启。配置了AXI SRAM区(本例子未用到AXI SRAM)和FMC的扩展IO区。

/*  *********************************************************************************************************  *    函 数 名: MPU_Config  *    功能说明: 配置MPU  *    形    参: 无  *    返 回 值: 无  *********************************************************************************************************  */  static void MPU_Config( void )  {      MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct;        /* 禁止 MPU */      HAL_MPU_Disable();        /* 配置AXI SRAM的MPU属性为Write back, Read allocate,Write allocate */      MPU_InitStruct.Enable           = MPU_REGION_ENABLE;      MPU_InitStruct.BaseAddress      = 0x24000000;      MPU_InitStruct.Size             = MPU_REGION_SIZE_512KB;      MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;      MPU_InitStruct.IsBufferable     = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;      MPU_InitStruct.IsCacheable      = MPU_ACCESS_CACHEABLE;      MPU_InitStruct.IsShareable      = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;      MPU_InitStruct.Number           = MPU_REGION_NUMBER0;      MPU_InitStruct.TypeExtField     = MPU_TEX_LEVEL1;      MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;      MPU_InitStruct.DisableExec      = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;        HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);          /* 配置FMC扩展IO的MPU属性为Device或者Strongly Ordered */      MPU_InitStruct.Enable           = MPU_REGION_ENABLE;      MPU_InitStruct.BaseAddress      = 0x60000000;      MPU_InitStruct.Size             = ARM_MPU_REGION_SIZE_64KB;      MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;      MPU_InitStruct.IsBufferable     = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;      MPU_InitStruct.IsCacheable      = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE;      MPU_InitStruct.IsShareable      = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;      MPU_InitStruct.Number           = MPU_REGION_NUMBER1;      MPU_InitStruct.TypeExtField     = MPU_TEX_LEVEL0;      MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;      MPU_InitStruct.DisableExec      = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;        HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);        /*使能 MPU */      HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT);  }    /*  *********************************************************************************************************  *    函 数 名: CPU_CACHE_Enable  *    功能说明: 使能L1 Cache  *    形    参: 无  *    返 回 值: 无  *********************************************************************************************************  */  static void CPU_CACHE_Enable(void)  {      /* 使能 I-Cache */      SCB_EnableICache();        /* 使能 D-Cache */      SCB_EnableDCache();  }

每10ms调用一次蜂鸣器处理:

蜂鸣器处理是在滴答定时器中断里面实现,每10ms执行一次检测。

/*  *********************************************************************************************************  *    函 数 名: bsp_RunPer10ms  *    功能说明: 该函数每隔10ms被Systick中断调用1次。详见 bsp_timer.c的定时中断服务程序。一些处理时间要求  *              不严格的任务可以放在此函数。比如:按键扫描、蜂鸣器鸣叫控制等。  *    形    参: 无  *    返 回 值: 无  *********************************************************************************************************  */  void bsp_RunPer10ms(void)  {      bsp_KeyScan10ms();  }

主功能:

主程序实现如下操作:

  •   启动一个自动重装软件定时器,每100ms翻转一次LED2。
  •   K1键按下,将8bit,16bit和32bit数据写入到内部Flash。
  •   K2键按下,将结构体数据写入到内部Flash。
/*  *********************************************************************************************************  *    函 数 名: main  *    功能说明: c程序入口  *    形    参: 无  *    返 回 值: 错误代码(无需处理)  *********************************************************************************************************  */  int main(void)  {      uint8_t ucKeyCode;    /* 按键代码 */      uint8_t  ucTest, *ptr8;      uint16_t uiTest, *ptr16;      uint32_t ulTest, *ptr32;      PARAM_T tPara, *paraptr;          /* 初始化数据 */      tPara.Baud485 = 0x5555AAAA;      tPara.ParamVer = 0x99;      tPara.ucBackLight = 0x7788;      tPara.ucRadioMode = 99.99f;          bsp_Init();        /* 硬件初始化 */      PrintfLogo();    /* 打印例程名称和版本等信息 */      PrintfHelp();    /* 打印操作提示 */        bsp_StartAutoTimer(0, 100);    /* 启动1个100ms的自动重装的定时器 */      while (1)      {          bsp_Idle();        /* 这个函数在bsp.c文件。用户可以修改这个函数实现CPU休眠和喂狗 */            /* 判断定时器超时时间 */          if (bsp_CheckTimer(0))          {              /* 每隔100ms 进来一次 */              bsp_LedToggle(2);          }            /* 按键滤波和检测由后台systick中断服务程序实现,我们只需要调用bsp_GetKey读取键值即可。 */          ucKeyCode = bsp_GetKey();    /* 读取键值, 无键按下时返回 KEY_NONE = 0 */          if (ucKeyCode != KEY_NONE)          {              switch (ucKeyCode)              {                  case KEY_DOWN_K1:            /* K1键按下,将8bit,16bit和32bit数据写入到内部Flash */                    /*                   1、对于同一个地址空间,仅支持一次编程(不推荐二次编程,即使是将相应bit由数值1编程0)。                   2、只能对已经擦除的空间做编程,擦除1个扇区是128KB。                   3、H7的Flash编程时,务必保证要编程的地址是32字节对齐的,即此地址对32求余为0。并且编  程的数据必须32字节整数倍。函数bsp_WriteCpuFlash对字节数不够32字节整数倍的情况自动补  0。                  */                       /* 擦除扇区 */                      bsp_EraseCpuFlash((uint32_t)para_flash_area);                        ucTest = 0xAA;                      uiTest = 0x55AA;                      ulTest = 0x11223344;                        /* 扇区写入数据 */                      bsp_WriteCpuFlash((uint32_t)para_flash_area + 32*0,  (uint8_t *)&ucTest,   sizeof(ucTest));                      bsp_WriteCpuFlash((uint32_t)para_flash_area + 32*1,  (uint8_t *)&uiTest,   sizeof(uiTest));                      bsp_WriteCpuFlash((uint32_t)para_flash_area + 32*2,  (uint8_t *)&ulTest,   sizeof(ulTest));                        /* 读出数据并打印 */                      ptr8  = (uint8_t  *)(para_flash_area + 32*0);                      ptr16 = (uint16_t *)(para_flash_area + 32*1);                      ptr32 = (uint32_t *)(para_flash_area + 32*2);                        printf("写入数据:ucTest = %x, uiTest = %x, ulTest = %xrn", ucTest, uiTest, ulTest);                      printf("读取数据:ptr8 = %x, ptr16 = %x, ptr32 = %xrn", *ptr8, *ptr16, *ptr32);                        break;                    case KEY_DOWN_K2:            /* K2键按下, 将结构体数据写入到内部Flash */                      /* 擦除扇区 */                      bsp_EraseCpuFlash((uint32_t)para_flash_area);                        /* 扇区写入数据 */                      bsp_WriteCpuFlash((uint32_t)para_flash_area,  (uint8_t *)&tPara, sizeof(tPara));                        /* 读出数据并打印 */                      paraptr  = (PARAM_T  *)((uint32_t)para_flash_area);                          printf("写入数据:Baud485=%x, ParamVer=%x, ucBackLight=%x, ucRadioMode=%frn",                                                                         tPara.Baud485,                                                                          tPara.ParamVer,                                                                          tPara.ucBackLight,                                                                     paraptr->ucRadioMode);                        printf("读取数据:Baud485=%x, ParamVer=%x, ucBackLight=%x, ucRadioMode=%frn",                                                                          paraptr->Baud485,                                                                              paraptr->ParamVer,                                                                             paraptr->ucBackLight,                                                                            paraptr->ucRadioMode);                      break;                  default:                      /* 其它的键值不处理 */                      break;              }          }      }  }

71.7 实验例程说明(IAR)

配套例子:

V7-049_内部Flash模拟EEPROM

实验目的:

  1. 学习内部Flash模拟EEPROM。

实验内容:

  1. 使用内部Flash模拟EEPROM,务必告诉编译要使用的存储空间,防止这个空间存入了程序。
  2. 对于同一个地址空间,仅支持一次编程(不推荐二次编程,即使是将相应bit由数值1编程0)。
  3. 只能对已经擦除的空间做编程,擦除1个扇区是128KB。
  4. H7的Flash编程时,务必保证要编程的地址是32字节对齐的,即此地址对32求余为0。

并且编程的数据必须32字节整数倍,函数bsp_WriteCpuFlash对字节数不够32字节整数倍的情况自动补0。 

实验操作:

  1. K1键按下,将8bit,16bit和32bit数据写入到内部Flash。
  2. K2键按下,将结构体数据写入到内部Flash。

上电后串口打印的信息:

波特率 115200,数据位 8,奇偶校验位无,停止位 1。

程序设计:

系统栈大小分配:

RAM空间用的DTCM:

硬件外设初始化

硬件外设的初始化是在 bsp.c 文件实现:

/*  *********************************************************************************************************  *    函 数 名: bsp_Init  *    功能说明: 初始化所有的硬件设备。该函数配置CPU寄存器和外设的寄存器并初始化一些全局变量。只需要调用一次  *    形    参:无  *    返 回 值: 无  *********************************************************************************************************  */  void bsp_Init(void)  {      /* 配置MPU */      MPU_Config();        /* 使能L1 Cache */      CPU_CACHE_Enable();        /*         STM32H7xx HAL 库初始化,此时系统用的还是H7自带的64MHz,HSI时钟:         - 调用函数HAL_InitTick,初始化滴答时钟中断1ms。         - 设置NVIV优先级分组为4。       */      HAL_Init();        /*         配置系统时钟到400MHz         - 切换使用HSE。         - 此函数会更新全局变量SystemCoreClock,并重新配置HAL_InitTick。      */      SystemClock_Config();        /*         Event Recorder:         - 可用于代码执行时间测量,MDK5.25及其以上版本才支持,IAR不支持。         - 默认不开启,如果要使能此选项,务必看V7开发板用户手册第xx章      */  #if Enable_EventRecorder == 1      /* 初始化EventRecorder并开启 */      EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U);      EventRecorderStart();  #endif    bsp_InitDWT();      /* 初始化DWT时钟周期计数器 */      bsp_InitKey();        /* 按键初始化,要放在滴答定时器之前,因为按钮检测是通过滴答定时器扫描 */      bsp_InitTimer();      /* 初始化滴答定时器 */      bsp_InitLPUart();    /* 初始化串口 */      bsp_InitExtIO();    /* 初始化FMC总线74HC574扩展IO. 必须在 bsp_InitLed()前执行 */      bsp_InitLed();        /* 初始化LED */      bsp_InitExtSDRAM(); /* 初始化SDRAM */  }

MPU配置和Cache配置:

数据Cache和指令Cache都开启。配置了AXI SRAM区(本例子未用到AXI SRAM)和FMC的扩展IO区。

/*  *********************************************************************************************************  *    函 数 名: MPU_Config  *    功能说明: 配置MPU  *    形    参: 无  *    返 回 值: 无  *********************************************************************************************************  */  static void MPU_Config( void )  {      MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct;        /* 禁止 MPU */      HAL_MPU_Disable();        /* 配置AXI SRAM的MPU属性为Write back, Read allocate,Write allocate */      MPU_InitStruct.Enable           = MPU_REGION_ENABLE;      MPU_InitStruct.BaseAddress      = 0x24000000;      MPU_InitStruct.Size             = MPU_REGION_SIZE_512KB;      MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;      MPU_InitStruct.IsBufferable     = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;      MPU_InitStruct.IsCacheable      = MPU_ACCESS_CACHEABLE;      MPU_InitStruct.IsShareable      = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;      MPU_InitStruct.Number           = MPU_REGION_NUMBER0;      MPU_InitStruct.TypeExtField     = MPU_TEX_LEVEL1;      MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;      MPU_InitStruct.DisableExec      = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;        HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);          /* 配置FMC扩展IO的MPU属性为Device或者Strongly Ordered */      MPU_InitStruct.Enable           = MPU_REGION_ENABLE;      MPU_InitStruct.BaseAddress      = 0x60000000;      MPU_InitStruct.Size             = ARM_MPU_REGION_SIZE_64KB;      MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;      MPU_InitStruct.IsBufferable     = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;      MPU_InitStruct.IsCacheable      = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE;      MPU_InitStruct.IsShareable      = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;      MPU_InitStruct.Number           = MPU_REGION_NUMBER1;      MPU_InitStruct.TypeExtField     = MPU_TEX_LEVEL0;      MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;      MPU_InitStruct.DisableExec      = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;        HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);        /*使能 MPU */      HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT);  }    /*  *********************************************************************************************************  *    函 数 名: CPU_CACHE_Enable  *    功能说明: 使能L1 Cache  *    形    参: 无  *    返 回 值: 无  *********************************************************************************************************  */  static void CPU_CACHE_Enable(void)  {      /* 使能 I-Cache */      SCB_EnableICache();        /* 使能 D-Cache */      SCB_EnableDCache();  }

每10ms调用一次蜂鸣器处理:

蜂鸣器处理是在滴答定时器中断里面实现,每10ms执行一次检测。

/*  *********************************************************************************************************  *    函 数 名: bsp_RunPer10ms  *    功能说明: 该函数每隔10ms被Systick中断调用1次。详见 bsp_timer.c的定时中断服务程序。一些处理时间要求  *              不严格的任务可以放在此函数。比如:按键扫描、蜂鸣器鸣叫控制等。  *    形    参: 无  *    返 回 值: 无  *********************************************************************************************************  */  void bsp_RunPer10ms(void)  {      bsp_KeyScan10ms();  }

主功能:

主程序实现如下操作:

  •  启动一个自动重装软件定时器,每100ms翻转一次LED2。
  •  K1键按下,将8bit,16bit和32bit数据写入到内部Flash。
  •  K2键按下,将结构体数据写入到内部Flash。
/*  *********************************************************************************************************  *    函 数 名: main  *    功能说明: c程序入口  *    形    参: 无  *    返 回 值: 错误代码(无需处理)  *********************************************************************************************************  */  int main(void)  {      uint8_t ucKeyCode;    /* 按键代码 */      uint8_t  ucTest, *ptr8;      uint16_t uiTest, *ptr16;      uint32_t ulTest, *ptr32;      PARAM_T tPara, *paraptr;          /* 初始化数据 */      tPara.Baud485 = 0x5555AAAA;      tPara.ParamVer = 0x99;      tPara.ucBackLight = 0x7788;      tPara.ucRadioMode = 99.99f;          bsp_Init();        /* 硬件初始化 */      PrintfLogo();    /* 打印例程名称和版本等信息 */      PrintfHelp();    /* 打印操作提示 */        bsp_StartAutoTimer(0, 100);    /* 启动1个100ms的自动重装的定时器 */      while (1)      {          bsp_Idle();        /* 这个函数在bsp.c文件。用户可以修改这个函数实现CPU休眠和喂狗 */            /* 判断定时器超时时间 */          if (bsp_CheckTimer(0))          {              /* 每隔100ms 进来一次 */              bsp_LedToggle(2);          }            /* 按键滤波和检测由后台systick中断服务程序实现,我们只需要调用bsp_GetKey读取键值即可。 */          ucKeyCode = bsp_GetKey();    /* 读取键值, 无键按下时返回 KEY_NONE = 0 */          if (ucKeyCode != KEY_NONE)          {              switch (ucKeyCode)              {                  case KEY_DOWN_K1:            /* K1键按下,将8bit,16bit和32bit数据写入到内部Flash */                    /*                   1、对于同一个地址空间,仅支持一次编程(不推荐二次编程,即使是将相应bit由数值1编程0)。                   2、只能对已经擦除的空间做编程,擦除1个扇区是128KB。                   3、H7的Flash编程时,务必保证要编程的地址是32字节对齐的,即此地址对32求余为0。并且编  程的数据必须32字节整数倍。函数bsp_WriteCpuFlash对字节数不够32字节整数倍的情况自动补  0。                  */                       /* 擦除扇区 */                      bsp_EraseCpuFlash((uint32_t)para_flash_area);                        ucTest = 0xAA;                      uiTest = 0x55AA;                      ulTest = 0x11223344;                        /* 扇区写入数据 */                      bsp_WriteCpuFlash((uint32_t)para_flash_area + 32*0,  (uint8_t *)&ucTest,   sizeof(ucTest));                      bsp_WriteCpuFlash((uint32_t)para_flash_area + 32*1,  (uint8_t *)&uiTest,   sizeof(uiTest));                      bsp_WriteCpuFlash((uint32_t)para_flash_area + 32*2,  (uint8_t *)&ulTest,   sizeof(ulTest));                        /* 读出数据并打印 */                      ptr8  = (uint8_t  *)(para_flash_area + 32*0);                      ptr16 = (uint16_t *)(para_flash_area + 32*1);                      ptr32 = (uint32_t *)(para_flash_area + 32*2);                        printf("写入数据:ucTest = %x, uiTest = %x, ulTest = %xrn", ucTest, uiTest, ulTest);                      printf("读取数据:ptr8 = %x, ptr16 = %x, ptr32 = %xrn", *ptr8, *ptr16, *ptr32);                        break;                    case KEY_DOWN_K2:            /* K2键按下, 将结构体数据写入到内部Flash */                      /* 擦除扇区 */                      bsp_EraseCpuFlash((uint32_t)para_flash_area);                        /* 扇区写入数据 */                      bsp_WriteCpuFlash((uint32_t)para_flash_area,  (uint8_t *)&tPara, sizeof(tPara));                        /* 读出数据并打印 */                      paraptr  = (PARAM_T  *)((uint32_t)para_flash_area);                          printf("写入数据:Baud485=%x, ParamVer=%x, ucBackLight=%x, ucRadioMode=%frn",                                                                         tPara.Baud485,                                                                          tPara.ParamVer,                                                                          tPara.ucBackLight,                                                                     paraptr->ucRadioMode);                        printf("读取数据:Baud485=%x, ParamVer=%x, ucBackLight=%x, ucRadioMode=%frn",                                                                          paraptr->Baud485,                                                                              paraptr->ParamVer,                                                                             paraptr->ucBackLight,                                                                            paraptr->ucRadioMode);                      break;                  default:                      /* 其它的键值不处理 */                      break;              }          }      }  }

71.8 总结

本章节就为大家讲解这么多, 实际应用中的注意事项比较多,应用到项目之前务必实际测试熟悉下。