本节我们学习的内容是 STM32 的 FLASH，闪存。

当然闪存是一个通用的名词，表示的是一种非易失性，也就是掉电不丢失的存储器。比如，我们之前学习 SPI 的时候，用的 W25Q64 芯片，就是一种闪存存储器芯片。

而本节，我们所说的闪存，则特指 STM32 的内部闪存，也就是我们下载程序的时候，这个程序所存储的地方。我们下载的程序掉电后肯定不会消失，这说明程序存储在了一个非易失性的存储器中，这个存储器，也是一种闪存，那我们本节，就来学习一下，如何利用程序，来读写存储程序的这个存储器。

那开始本节之前，我们还是看一下本节代码的现象。本节课主要有两个代码，第一个是读写内部 FLASH，第二个是读取芯片 ID。

先看一下第一个，这个代码的目的就是，利用内部 FLASH 程序存储器的剩余空间，来存储一些掉电不丢失的参数，如果你有一些配置参数，需要掉电不丢失的保存，再外挂一个存储器芯片的话，显然会增加硬件成本；那 STM32 本身不就是有掉电不丢失的程序存储器吗，我们直接把参数存在这里，是不是就又方便、又节省成本啊。

所以这里的程序是，按下 Key1，变换一下测试数据，然后存储到内部 FLASH 里，按下 Key2，把所有参数清零，最后 OLED 显示一下。

我们下载看一下，这里 OLED 显示了 Flag 和 Data，Flag 当作标志位，内容随便定义，这里定义的是 A5A5，Flag 的作用就是判断一下之前是不是存储过数据，如果存储过数据，就直接读取，如果没存储过，就先初始化一下，这个思路和之前 RTC 的那一节的代码是一样的。然后下面的 Data 就是要掉电存储的数据了，我们按下 Key1，可以变换一下测试数据，每变换一次，这个数据就更新存储到 FLASH 里了。比如现在，4 个数据分别是 5、A、F、14，我们直接把整个芯片断电，再重新上电，可以看到，数据仍然存在，和之前保存的一样；继续变换几次呢，再断电重启，可以看到，数据也还是存在的；继续测试，按复位键，可以看到，这个数据也不会丢失。那为了能清零这个数据呢，我们可以按 Key2 按键，这样就把所有参数归零了。这就是利用内部 FLASH 存储掉电不丢失数据的现象。

可以看到，整个电路，我不需要外挂任何存储芯片，在电路上，也不需要有任何新增设备，所以利用内部 FLASH 实现这个功能，是一个非常灵活和节省的方案，这就是第一个代码的现象。

然后继续看第二个代码，读取芯片 ID。这个代码非常简单，就顺便讲一下。那在 STM32 里，指定的一些地址下，存储的有原厂写入的 ID 号，我们直接使用指针的操作方式读取，就可以得到 ID 号了。

那下载看一下现象。可以看到，这里有两个 ID 号，第一个是 F_SIZE，表示芯片 FLASH 的容量，0040 表示 FLASH 容量，单位是 KB，换成十进制就是 64 KB，当然有的芯片 FLASH 容量会大于 64K B，这个数据有些不一样，也是正常的；然后第二个是 U_ID，是 96 位的芯片唯一 ID 号，每个芯片的唯一 ID 号都不一样，目前这个芯片读取出来是 FF32 066E 这个数据，大家可以自己读取看看，肯定和这个是不一样的。好，这就是本节程序的现象。

1. FLASH 闪存

接下来，我们看一下本节的内容。首先看一下简介。

1.1 FLASH 简介

STM32F1 系列的 FLASH 包含程序存储器、系统存储器和选项字节三个部分，通过闪存存储器接口（外设）可以对程序存储器和选项字节进行擦除和编程

那首先，FLASH 包含程序存储器、系统存储器和选项字节三个部分，这个我们之前介绍过。我们回顾一下，在 DMA 这一节我们介绍过存储器映像，STM32 内部的存储空间主要有这些部分，其中 ROM 区，就是掉电不丢失的，存储介质是 FLASH 闪存；RAM 区，掉电丢失，存储介质是 SRAM。闪存主要有程序存储器、系统存储器和选项字节 3 个部分，这就是我们本节要学习的内容。

• 其中程序存储器是这三者之中，空间最大、最主要的部分，所以也称作主存储器，起始地址是 0800 开头的，用途是存储程序代码。系统存储器起始地址是 1FFF F000，用途是存储 BootLoader，用于串口下载。选项字节起始地址是 1FFF F800，用途是存储一些独立的配置参数。
• 然后下面的地址也看一下，运行内存的起始地址是 2000 开头的；外设寄存器的起始地址是 4000；内核外设寄存器的起始地址是 E000。
• 这些起始地址要记一下，要做到，当你看到一个存储器的地址时，一眼就能知道它处于什么区域，有什么特性，大概是做什么的，这是这一块内容，我们再回顾一下，等会儿还会用到的。

接着回到本节继续看，FLASH 包括这三部分，我们本节的任务，就是对这些存储器进行读写，那我们怎么操作这些存储器呢？就需要用到这个闪存存储器接口了，闪存存储器接口是一个外设，是这个闪存的管理员，毕竟闪存的操作很麻烦，涉及到擦除、编程、等待忙、解锁等等操作，所以这里，我们需要把我们的指令和数据，写入到这个外设的相应寄存器，然后这个外设就会自动去操作对应的存储空间。
那后面写的是，这个外设可以对程序存储器和选项字节，这两部分，进行擦除和编程，对比上面的三个部分呢，少了系统存储器这个区域，因为系统存储器是原厂写入的 BootLoader 程序，这个是不允许我们修改的。

读写FLASH的用途：

1. 利用程序存储器的剩余空间来保存掉电不丢失的用户数据

像我们刚才演示的代码，就是这个用法。对于我们这个 C8T6 芯片来说，它的程序存储器容量是 64K，一般我们写个简单的程序，可能就只占前面的很小一部分空间，剩下的大片空余空间，我们就可以加以利用。比如存储一些我们自定义的数据，这样就非常方便，而且可以充分利用资源。不过这里要注意，我们在选取存储区域时，一定不要覆盖了原有的程序，要不然程序自己把自己给破坏了，之后程序就运行不了了。
一般存储少量的参数，我们就选最后几页存储就行了。关于如何查看程序所占用空间的大小，这个我们下一小节也会介绍，那这就是第一个用途。

2. 通过在程序中编程（IAP），实现程序的自我更新

刚才说了，我们在存储用户数据时，要避开程序本身，以免破坏程序，但如果，我们就非要修改程序本身，这会发送什么呢？那这就是第二点提到的功能，在程序中编程，利用程序，来修改程序本身，实现程序的自我更新。
这个在程序中编程，就是 IAP，在数码圈，也有个可能大家更熟悉的技术，叫 OTA，这两是类似的东西，都是用来实现程序升级的。当然这个 IAP 升级程序的功能比较复杂，我们本节暂时就不涉及了。

在线编程（In-Circuit Programming – ICP）用于更新程序存储器的全部内容，它通过JTAG、SWD协议或系统加载程序（Bootloader）下载程序

英文直译过来叫在电路中编程，意思就是下载程序你只需要留几个引脚就行，不用拆芯片了，就叫在电路中进行编程。
这个 JTAG、SWD，就是仿真器下载程序，就是我们目前用的 STLINK 使用 SWD 下载程序，每次下载，都是把整个程序完全更新掉。那系统加载程序，就是系统存储器的 BootLoader，也就是串口下载，串口下载，也是更新整个程序。这就是我们一直在用的 ICP 下载方式。
之后，更高级的下载方式，就是在程序中编程。

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下载程序

怎么实现呢？我们首先需要自己写一个 BootLoader 程序，并且存放在程序更新时，不会覆盖的地方，比如我们放在整个程序存储器的后面。然后，需要更新程序时，我们控制程序跳转到这个自己写的 BootLoader 里来，在这里面，我们就可以接收任意一种通信接口传过来的数据，比如串口、USB、蓝牙转串口、WIFI 转串口等等，这个传过来的数据，就是待更新的程序，然后我们控制 FLASH 读写，把收到的程序，写入到整个程序存储器的前面程序正常运行的地方，写完之后，再控制程序跳转回正常运行的地方，或者直接复位，这样程序就完成了自我升级。
这个过程，其实就是和系统存储器这个的 BootLoader 一样，因为程序要实现自我升级，在升级过程中，肯定需要布置一个辅助的小机器人来临时干活。只不过是系统寄存器的 BootLoader 写死了，只能用串口下载到指定位置，启动方式也不方便，只能配置 BOOT 引脚触发启动；而我们自己写 BootLoader 的话，就可以想怎么收怎么收，想写到哪就写到哪，想怎么启动就怎么启动，并且这整个升级过程，程序都可以自主完成，实现在程序中编程。更进一步，就可以直接实现远程升级了，非常灵活方便。
那有关 IAP 的内容，我就介绍这么多，更进一步的内容，大家再自己研究。

接下来的内容，我们就只涉及最基本的对 FLASH 进行读写，这也是实现 IAP 的基础。

好，简介就是这些，接着我们继续，看一下这个闪存模块的组织。

1.2 闪存模块组织

这个表是中容量产品的闪存分配情况。我们 C8T6 芯片的闪存容量是 64K，属于中容量产品。对于小容量产品和大容量产品，闪存的分配方式有些区别，这个可以参考一下手册。

那首先提醒一下，闪存这一章的内容，在手册里是单独列出来的，并不在之前的参考手册里。我们需要打开闪存编程参考手册，打开之后，可以看到，这个文档也不是很多，其实就是单独一章的内容，这个注意一下，别找错位置了。

那我们打开 1.2 这一节，这里就是闪存模块组织。首先是小容量产品，这个页数少一些，总共 32 页，每页 1K；然后中容量产品，页数多一些，总共 128 页，每页 1K；最后大容量产品，页数更多，总共 256 页，并且每页容量也更大，是 2K。这是小中大容量产品闪存分配方式的不同，其他地方，基本都是一样的。

那回到本节，这里以中容量产品为例来讲解。首先看一下第一列的几个块，这里分为了 3 个块，第一个是主存储器，也就是我们刚才说的程序存储器，用来存放程序代码的，这是最主要，也是容量最大的一块。第二个是信息块，里面又可以分为启动程序代码和用户选择字节，其中启动程序代码就是刚才说的系统存储器，存放的是原厂写入的 BootLoader，用于串口下载，这个手册的名称经常会有不同的表述方式，但是大家要知道，某些名称，描述的其实是一个东西；然后下面这个用户选择字节，也就是刚才说的选项字节，存放一些独立的参数，这个选项字节，在手册里一直都称作选择字节，可能是翻译的问题，英文是 Option Bytes，我们一般都叫选项字节，大家也知道是一个东西就行。然后最后一块，是闪存存储器接口寄存器，这一块的存储器，实际上并不属于闪存，你看它的地址就知道，地址都是 40 开头的，说明这个存储器接口寄存器就是一个普通的外设，和之前介绍的 GPIO、定时器、串口等等，都是一个性质的东西，这些存储器，它们的存储介质，也都是 SRAM。这个闪存存储器接口，就是上面这些闪存的管理员，这些寄存器，就是用来控制擦除和编程这个过程的。

那到这里，这个表的整体我们就清楚了，上面是真正的闪存，分为三部分，主存储器（就是程序存储器），启动程序代码（就是系统存储器），用户选择字节（就是选项字节）。其中系统存储器和选项字节，又可以合称为信息块，这一点，和刚才 FLASH 简介里介绍的闪存分为三部分是对应的，没问题。

然后下面一部分，是闪存的管理员，我们擦除和编程，就通过读写这些寄存器来完成，这一点，和刚才 FLASH 简介里介绍的闪存存储器接口可以对闪存进行擦除和编程是对应的，当然这里只有擦除和编程，并没有读取，这是因为，读取指定存储器，直接使用指针读即可，用不到这个外设。

好，那我们继续看这个表。对于主存储器，这里对它进行了分页，分页是为了更好的管理闪存。擦除和写保护，都是以页为单位的，这一点和之前 W25Q64 那一节的闪存一样，同为闪存，它们的特性基本一样，写入前必须擦除，擦除必须以最小单位进行，擦除后数据位全变为 1，数据只能 1 写 0，不能 0 写 1，擦除和写入之后都需要等待忙啊，这些都是一样的。学习这节之前，大家可以再复习一下 W25Q64 那一节，相信你学过 W25Q64 之后，再学这一节，就会非常轻松了。那 W25Q64 的分配方式是，先分为块 Block，再分为扇区 Sector，比较复杂；这里，就比较简单了，它只有一个基本单位，就是页，每页的大小都是 1K，0~127，总共 128 页，总容量就是 128K，对于 C8T6 来说，它只有 64K，所以 C8T6 的页只有一半，0~63，总共 64 页，共 64K。

然后看一下页的地址范围，第一个页的起始地址就是程序存储器的起始地址，0x0800 0000，之后就是一个字节一个地址，依次线性分配了。看一下每页起始地址的规律，首先是 0000，然后 0400、0800、0C00，再之后，1000，后面按照规律，就是 1400、1800、1C00、2000、2400、2800、2C00 等等等等，最后一直到 1 FC00，所以地址只要以 000、400、800、C00 结尾的都一定是页的起始地址，这个稍微记一下。之后如果想要给一个页的起始地址，就需要用到这个规律。

然后继续，系统存储器它的起始地址是 0x1FFF F000，这个之前介绍过的，它的容量是 2K，这个就不用多说了。

在下面，选项字节，起始地址是 0x1FFF F800，容量是 16 个字节，里面只有几个字节的配置参数，这个后面还会继续说的。

那这里还可以发现，我们平时说的，芯片闪存容量是 64K、128K，它指的只是主存储器的容量，下面信息块的两个东西，虽然也是闪存，但是并不统计在这个容量里，这就是闪存的分配方式。

那最后，就是这个闪存接口寄存器了。里面包括 KEYR 键寄存器，SR 状态寄存器，CR 控制寄存器等等，外设的起始地址是 0x4002 2000，每个寄存器都是 4 个字节，也就是 32 位，这就是这个外设的寄存器。

好，按这个表就看到这里。

接下来看一下总结的 FLASH 基本结构图

1.3 FLASH 基本结构图

整个闪存分为程序存储器、系统存储器和选项字节三部分。

这里程序存储器以 C8T6 为例，它是 64K 的，所以总共只有 64 页，最后一页的起始地址是 0800 FC00。

左边是闪存存储器接口，手册里还有个名称，闪存编程和擦除控制器（FPEC），大家也知道这两个名称是一个东西就行。然后，这个控制器，就是闪存的管理员，它可以对程序存储器进行擦除和编程，也可以对选项字节进行擦除和编程。当然系统存储器是不能擦除和编程的。

之后选项字节，里面有很大一部分配置位，其实是配置主程序存储器的读写保护的，所以右边画的，写入选项字节可以配置程序存储器的读写保护。当然选项字节还有几个别的配置参数，这个待会儿再讲。

那这就是整个闪存的基本结构，大概就是这样。

接下来我们就来看一下细节问题，如何操作这个控制器 FPEC 来对程序存储器和选项字节进行擦除和编程。

1.4 FLASH 解锁

首先，第一步是 FLASH 解锁。

这个和之前 W25Q64 一样，W25Q64 操作之前需要写使能；这个 FLASH，操作之前需要解锁，目的都是为了防止误操作。

那这里，解锁的方式和之前独立看门狗一样，都是通过在键寄存器写入指定的键值来实现。使用键寄存器的好处就是，更能防止误操作，每一个指令，必须输密码才能完成。通过英文名称也能看出来，键的英文是 KEY，KEY 直译是不是钥匙的意思啊，所以这个更形象的翻译，我们可以把它叫作钥匙寄存器、密钥寄存器。那看一下，首先

• FPEC共有三个键值（也就是 3 把开锁的密钥）：

1. RDPRT键 = 0x0000 00A5

是解除读保护的密钥。

2. KEY1 = 0x4567 0123
3. KEY2 = 0xCDEF 89AB

为什么是这些值呢？通过它的值也可以看出来，实际上是随便定义的，只要你定义的不是很简单，不是随便就能把这个锁翘了就行。
继续看，怎么解锁呢？

• 解锁：

1. 复位后，FPEC被保护，不能写入FLASH_CR

也就是复位后，FLASH 默认是锁着的。

2. 在 FLASH_KEYR 键寄存器中，先写入 KEY1，再写入 KEY2，解锁

我们找到了锁，这个锁是 KEYR 寄存器，怎么解呢？要先用 KEY1 钥匙解，再用 KEY2 钥匙解，最终才能解锁成功。所以这个锁的安全性非常高，有两道锁，即使你程序跑飞了，歪打正着，正好写入了 KEY1，那也难以保证，下一次又歪打正着，写入了 KEY2，所以非人为情况下，基本不可能解锁。
然后第三条，还有进一步的保护措施。

3. 错误的操作序列会在下次复位前锁死 FPEC 和 FLASH_CR

也就是它发现有程序在尝试撬锁时，一旦没有先写入 KEY1，再写入 KEY2，整个模块就会完全锁死，除非复位。这就是整个解锁操作，可以看到，安全性非常高。
接着继续看，解锁之后，如何加锁呢？我们操作完成之后，要尽快把 FLASH 重新加锁，以防止意外情况。

• 加锁：

1. 设置 FLASH_CR 中的 LOCK 位锁住 FPEC 和 FLASH_CR

这个比较简单。就是控制寄存器里面有个 LOCK 位，我们在这一位写 1，就能重新锁住闪存了。
好，这就是解锁和加锁。

我们操作闪存的第一步，就是解锁；操作完成后，就是加锁，这个我们就清楚了。

接着看下一个知识点。

1.5 使用指针访问存储器

这个地方我们要学习的是如何使用指针访问存储器。

因为 STM32 内部的存储器，是直接挂在总线上的，所以这时，再读写某个存储器，就非常简单了，直接使用 C 语言的指针，来访问即可。那看一下这里的操作。

• 使用指针读指定地址下的存储器：

uint16_t Data = *((__IO uint16_t *)(0x08000000));

其中：
	#define    __IO    volatile

我们需要用到这样一个格式的语句。这句代码什么意思呢，我们来一一分析。

1. 我们需要给定要读取存储器的地址。

比如我这里以 0800 0000 为例，我想读取这个地址下的数据，那就把这个地址写到这里。另外这个括号，因为目前里面只有一个数，所以也可以不写，但是如果你要对这个地址进行加减，那就必须加上括号，并在括号里面进行加减，否则运行的优先级会有问题。总之，如果你不敢肯定各个运算符的优先级，那多加点括号，肯定是最保险的。

好，这是第一步，把地址写到这里。

2. 在这个地址前面，加上强制类型转换。

这里把这个变量强制转换为了 uint16_t 的指针类型，如果你想以 16 位的方式读出指定地址的数据，那就转换成 uint16_t*；如果你想以 8 位的方式读出来呢，就转换成 uint8_t*；想 32 位，就转为 uint32_t*；想浮点类型，就转为 float* 或者 double*，这个根据你的读取形式来。

然后这个指针类型前面，还加了个 __IO，在 STM32 库函数中，这是一个宏定义。下面写了，这个宏定义，对应 C 语言的关键字，volatile，volatile 直译就是易变的数据，在这个数据类型前面加上 volatile，是一个安全保障措施，在程序逻辑上，没有作用，加上这个关键字的目的，用一句话来说，就是防止编译器优化。

首先说一下，Keil 编译器默认情况下是最低优化等级，这时，加不加这个 volatile，都没有影响；如果你要提高编译器优化等级，这时就会有这个问题了，那编译器优化有什么用呢，用途就是，可以去除无用的繁杂代码，降低代码空间，提升运行效率，但优化之后，编译器在某些地方可能会弄巧成拙。比如你想用变量计数空循环的方式实现延时函数，把编译器优化的时候，可能会说你这段延时函数好像没用啊，还白白浪费时间，我直接给你优化掉，不让你浪费时间了，这就弄巧成拙了。因为我们的本意就是靠浪费时间来延时，这时，我们就可以在延时的变量定义前面，加上 volatile，告诉编译器，我无论对这个变量干什么，你都原封不动的去执行，别给我优化掉了。

另外，编译器还会利用缓存来加速代码，比如如果你要频繁读写内存的某个变量，那最常见的优化方式就是先把变量转移到高速缓存里来，在 STM32 内核里，有一个类似缓存的工作组寄存器，这些寄存器的访问速度最快，我先把变量放在缓存里，需要读写的时候，直接访问缓存就行了，用完之后，再写回内存，这是一个优化方案。但是，如果你的程序里有多个线程，比如中断函数，在中断函数里，你改变了这个原始变量，那可能缓存并不知道你更改了，下次程序还看缓存的变量，就会造成数据更改不同步的问题，这时，我们的做法也是，读取变量定义的前面，加上一个 volatile，告诉编译器这个变量是易变的，每次读取你都得执行到位，要直接从内存里找，不要再用缓存优化了。

所以总结一下就是，如果开启了编译器优化，在无意义加减变量，多线程更改变量，读写与硬件相关的存储器时，都需要加上 volatile，防止被编译器优化。如果你默认，不开启编译器优化，那就无所谓了，加不加都一样。

所以这里，我们要直接读取存储器，为了严谨，可以加上 volatile，告诉编译器，我要直接了当的读取指定存储器，不要给我优化，或者绕弯子。

好，第二步完成之后，这最外层括号里面的部分，就是一个指针变量，并且这个指针，已经指向了 0x0800 0000 这个位置。然后最后一步，就是

3. 使用 * 号，指针取内容。

把这个指针指向的存储器取出来了。这个值，就是指定存储器的值，取出来之后，我们可以把它赋值给自定义的变量 Data，这样就完成了指定地址读的任务了。另外说一下，对于闪存的读取来说，是不需要进行解锁的，因为读取只是看看寄存器，不对寄存器进行更改，所需权限很低，不用解锁，直接就能读。

那接下来继续看

• 使用指针写指定地址下的存储器：

*((__IO uint16_t *)(0x08000000)) = 0x1234;

其中：
	#define    __IO    volatile

这个语句的意思就很明显了。左边和上面一样，先给定地址，再强转为指针，最后指针取内容，这样就是指定地址的值。我们直接对它赋值，比如 0x1234，这样就能完成指定地址写的功能了。

另外这里也有注意事项，因为这个语句是写入数据，并且指定的是闪存的地址，闪存在程序运行时，是只读的，不能轻易更改，而我们本节需要对闪存进行更改，这个所需的权限就比较高，需要提前解锁，并且还有套个程序存储器编程的流程，这个待会再说。

那如果你这个地址写的是 SRAM 的地址，比如 0x2000 0000，那就可以直接写入了。因为 SRAM 在程序运行时是可读可写的，好，这就是使用指针访问存储器的 C 语言代码。

其中，读取，可以直接读；写入，需要解锁，并且执行后面的流程。

那我们接下来，就来看一下下面这三个流程图。那首先说一下这些详细的流程，库函数已经帮我们都写好了，我们直接调用一个整体的函数就行，非常简单。这里我们只大概的了解一下详细步骤，研究的越深，操作的越得心应手。那我们从下往上看，先看擦除，再看编程。首先看一下全擦除。

第三个是全擦除。

把所有页，都给擦除掉。

1. 读取 LOCK 位，看一下芯片锁没锁。如果 LOCK 位 = 1，R锁住了，就执行解锁过程，解锁过程就是在 KEYR 寄存器，先写入 KEY1，再写入 KEY2；这里，如果它当前没锁住，就不用解锁了，这是流程图里给的解锁步骤，如果锁住了，就解锁，如果没锁住，就不用解锁。但是在库函数中，并没有这个判断，库函数是直接执行解锁过程，管你锁没锁，都执行解锁，这个比较简单直接，不过效果都一样。
2. 然后继续，解锁之后，首先，置控制寄存器里的 MER（Mass Erase）位为 1，然后再置 STRT（Start）位为 1，其中置 STRT 为 1 是触发条件，STRT 为 1 之后，芯片开始干活，然后芯片看到 MER 位是 1，它就知道，接下来要干的活就是全擦除，这样内部电路就会自动执行全擦除的过程。
3. 然后继续，擦除也是需要花一段时间的，所以擦除过程开始后，程序要执行等待。判断状态寄存器的 BSY（Busy）位是否为 1，BSY 位表示芯片是否处于忙状态，BSY 为 1，表示芯片忙，所以这里，如果判断 BSY = 1，就跳转回来，继续循环判断，直到 BSY = 0，跳出循环，这样全擦除过程就结束了。
4. 最后一步，这里写的是，读出并验证所有页的数据，这个是测试程序才要做的，正常情况下，全擦除完成了，我们默认就是成功了。如果还要再全读出来验证一下，这个工作量太大了，所以这里的最后一步，我们就不管了。

这就是全擦除的流程。然后我们看一下页擦除。

第二个是页擦除。

STM32 的闪存也是写入前必须擦除。擦除之后，所有的数据位变为 1，擦除的最小单位就是一页，1K，1024 字节。

这个也是类似的过程。

1. 方框上这一块，一样的，是解锁的流程。
2. 这个方框里的，置控制寄存器的 PER（Page Erase）位为 1，然后在 AR（Address Register）地址寄存器中选择要擦除的页，最后，置控制寄存器的 STRT 位为 1，置 STRT 为 1，也是触发条件，STRT 为 1，芯片开始干活，然后芯片看到，PER = 1，它就直到，接下来要执行页擦除，然后闪存不止一页，页擦除，芯片就要知道要具体擦哪一页，所以，它会继续看 AR 寄存器的数据，AR 寄存器我们要提前写入一个页的起始地址，这样芯片就会把我们指定的一页，给擦除掉。
3. 然后擦除开始之后，我们也需要等待 BSY 位。
4. 最后，读出并验证数据，这个就不用看了。

这就是页擦除的过程。最后，看一下闪存的写入，擦除之后，我们就可以执行写入的流程了。

第一个是编程，也就是写入。

另外说明一下，STM32 的闪存再写入之前会检查指定地址有没有擦除，如果没有擦除就写入，STM32 则不执行写入操作，除非写入的全是 0，这一个数据是例外，因为不擦除就写入，可能会写入错误，但全写入 0 的话，写入肯定是没问题的。

那看一下流程图。

1. 写入的第一步，也是解锁。
2. 然后第二步，我们需要置控制寄存器的 PG（Programming）位为 1，表示我们即将写入数据。
3. 之后第三步，就是在指定的地址写入半字，这一步，我们需要用到刚才说的 *((__IO uint16_t *)(0x08000000)) = 0x1234; 这句代码，使用指针，在指定地址写入数据，想写入什么数据，在这里指定即可。另外这里注意下，写入操作，只能以半字的形式写入。在 STM32 中，有几个术语，字、半字和字节，其中字，Word，就是 32 位数据；半字，HalfWord，就是 16 位数据；字节，Byte，就是 8 位数据，这个了解一下。那这里只能以半字写入，意思就是只能以 16 位的形式写入，一次性，写入两个字节；如果你要写入 32 位，就分两次完成；如果你只要写入 8 位，这个就比较麻烦了，如果你想单独写入一个字节，还要保留另一个字节的原始数据的话，那就只能把整页数据都读到 SRAM，再随意修改 SRAM 数据，修改全部完成之后，再把整页都擦除，最后再把整页都写回去。所以，如果你想像 SRAM 一样随心所欲地读写，那最好的办法就是先把闪存的一页读到 SRAM 中，读写完成后，再擦除一页，整体写回去。那回到流程图这里，写入数据这个代码，就是触发开始的条件，不需要像擦除一样，置 STRT 位了。
4. 写入半字之后，芯片会处于忙状态，我们等待一下 BSY 清零，这样写入数据的过程就完成了。

那每执行这样一个流程，只能写入一个半字，如果要写入很多数据，那就不断循环调用这个流程，就可以了。

好，到这里。闪存的解锁、指针读写数据、擦除和编程的流程，我们就学完了。

接下里我们再介绍一下选项字节。

1.6 选项字节

这一块内容，大概了解一下就行。

RDP：写入RDPRT键（0x000000A5）后解除读保护
USER：配置硬件看门狗和进入停机/待机模式是否产生复位
Data0/1：用户可自定义使用
WRP0/1/2/3：配置写保护，每一个位对应保护4个存储页（中容量）

首先这里是选项字节的组织和用途。图里的起始地址，就是我们刚才说的选项字节的起始地址 1FFF F800，这一块的这些数据，就是前面闪存模块组织这个表的用户选择字节这一行，里面总共只有 16 个字节，把这些存储器给展开，就是这个图。

这里是对应的 16 个字节，其中有一半的名称，前面都带了个 n，比如 RDP 和 nRDP，USER 和 nUSER，等等，这个意思就是你在写入 RDP 数据时，要同时在 nRDP 写入数据的反码，其他的这些都是一样，写入这个存储器时，要在带 n 的对应的存储器写入反码，这样写入操作才是有效的，如果芯片检测到这两个存储器不是反码的关系，那就代表数据无效，有错误，对应的功能就不执行，这是一个安全保障措施。

当然这个写入反码的过程，硬件会自动计算，并写入，不需要我们操心，使用库函数的话，那就更简单了，函数都给我们封装好了，直接调用函数就行。

那然后看一下每个存储器的功能，去掉所有带 n 的，就剩下 8 个字节存储器了。

1. 第一个 RDP（Read Protect），是读保护配置位，下面有解释，在 RDP 寄存器写入 RDPRT 键，就是刚才说的 A5，然后解除读保护；如果 RDP 不是 A5，那闪存就是读保护状态，无法通过调试器读取程序，避免程序被别人窃取。
2. 接着看第二个字节 USER，这个是一些零碎的配置位，可以配置硬件看门狗和进入停机/待机模式是否产生复位，这个了解即可。
3. 然后第三个和第四个字节，Data0 和 Data1，这个在芯片中没有定义功能，用户可自定义使用。
4. 最后四个字节，WRP（Write Protect）0、1、2、3，这四个字节，配置的是写保护。
   在中容量产品里，是每一个位对应保护 4 个存储页，4 个字节，总共 32 位，一位对应保护 4 页，总共保护 32*4 = 128 页，正好对应中容量的最大 128 页。
   那对于小容量和大容量产品呢？可以看一下手册，2.5 选项字节说明这里，对于小容量产品，也是每一位对应保护 4 个存储页，但是小容量产品最大只有 32K，所以只需要一个字节 WRP0 就行，4*8 = 32，其他 3 个字节没用到。然后对于大容量产品，每一个位只能保护 2 个存储页，这样的话 4 个字节就不够用了，所以这里规定 WRP3 的最高位，这一位直接把剩下的所有页一起都保护了，这是写保护的定义。

这样选项字节，有哪些东西，都是干啥的，我们就清楚了，然后看一下，如何去写入这些位呢？

接下来展示的就是选项字节的擦除和编程。因为选项字节本身也是闪存，所以它也得擦除，这里，参考手册并没有给流程图，我们看一下文字流程。

这个文字流程和流程图细节上有一些出入，我们知道关键部分就行，先看一下选项字节擦除。

1.6.1 选项字节的擦除

1. 检查FLASH_SR的BSY位，以确认没有其他正在进行的闪存操作
2. 解锁FLASH_CR的OPTWRE位
3. 设置FLASH_CR的OPTER位为1
4. 设置FLASH_CR的STRT位为1
5. 等待BSY位变为0
6. 读出被擦除的选择字节并做验证

第一步，其实也是解锁闪存，这里文字并没有写。

然后第二部，这里文字版的流程，多了一步，检查 SR 的 BSY 位，以确认没有其他正在进行的闪存操作，这个实际上是事前等待，如果当前已经在忙了，我先等一下，这一步在刚才的流程图里并没有体现。

然后下一步，解锁 CR 的 OPTWRE（Option Write Enable）位，这一步是选项字节的解锁，选项字节里面还有一个单独的锁，在解锁闪存后，还需要再解锁选项字节的锁，之后才能操作选项字节。解锁选项字节的话，看一下闪存模块组织的寄存器，整个闪存的锁是 KEYR，里面选项字节的小锁，是下面的 OPTKEYR（Option Key Register），解锁这个小锁，也是类似的流程，我们需要在 OPTKEYR 里，先写入 KEY1，再写入 KEY2，这样就能解锁选项字节的小锁了。

然后继续，解除小锁之后，和之前的擦除类似，先设置 CR 的 OPTER（Option Erase）位为 1，表示即将要擦除选项字节。

之后设置 CR 的 STRT 位为 1，触发芯片，开始干活，这样芯片就会启动擦除选项字节的工作。

之后，等待 BSY 位变为 0，擦除选项字节就完成了。

擦除之后，就可以看写入了。

1.6.2 选项字节的编程

1. 检查FLASH_SR的BSY位，以确认没有其他正在进行的编程操作
2. 解锁FLASH_CR的OPTWRE位
3. 设置FLASH_CR的OPTPG位为1
4. 写入要编程的半字到指定的地址
5. 等待BSY位变为0
6. 读出写入的地址并验证数据

和普通的闪存写入也差不多，先检测 BSY；然后解除小锁；之后设置 CR 的 OPTPG（Option Programming）位为 1，表示即将写入选项字节；再之后，写入要编程的半字到指定的地址，这个是指针写入操作；最后，等待忙。这样写入选项字节就完成了。

好，那有关选项字节的内容，就介绍这么多。至此，闪存的整个的介绍，我们就介绍完了。

最后还是大概看一下手册。

首先看一下闪存编程手册。

最开始这里，是 ICP 和 IAP 的一些介绍，对闪存编程，实现 IAP，在做产品时，还是一个非常方便的功能，有利于便捷的进行程序升级。

然后往后看，这里有一些术语，小容量、中容量、大容量是什么意思；字、半字、字节的定义，等等名词，在这里有介绍。

然后是概述，这里闪存模块组织，是一个比较重要的内容，要读写闪存，首先你得知道它是怎么分配的，这里，小容量、中容量、大容量的分配方式，都在这个表里体现出来了。然后下面是一些说明文字，比如，正在执行写或擦除操作的时候，不能同时进行读取，然后写或擦除时，必须打开 HSI 时钟，这个 SystemInit 第一步就已经打开了，不要去动它就行。

然后下面读操作这里，这一页是涉及内核和 CPU 运行的内容，理解起来还是有点抽象的，大家可以不用过多关心，也不需要我们自己干什么的。比如这个预取缓冲器，可以提起读取程序来加快代码执行，还有主频比较低的时候，可以开启半周期访问加快代码执行，这些东西随便看看，不用过多了解。

然后就是闪存编程和擦除控制器 FPEC 了。键值和解锁，这些我们都介绍过。然后主闪存编程，里面有些说明，比如一次只能写入一个半字，任何非半字的数据，都会产生总线错误。

还有一个比较重要的注意事项就是：在编程过程中，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。这其实是读写内部闪存存储数据的一个弊端，就是闪存忙的时候，代码执行会暂停，因为执行代码需要读闪存，闪存在忙，没法读，所以 CPU 也就没法运行了，程序就会暂停，这会导致什么问题呢？假如你使用内部闪存存储数据，同时你的中断代码又是在频繁执行的，这样，读写闪存的时候，中断代码就无法执行了，这可能会导致中断无法及时响应。比如一个项目，STM32 驱动一个点阵屏，这个点阵屏需要用定时器中断，不断地去扫描刷新，否则屏幕就不会亮，同时程序里，我又使用了内部闪存来存储一些配置参数，然后测试的时候就会出现一个问题，就是一旦内部闪存进行读写，整个屏幕就会快速的闪一下，这个虽然不是大问题，但非常影响用户体验，问题的原因就是，读写闪存会导致中断扫描点阵的代码暂停，扫描暂停，屏幕就会闪一下，所以最终只能放弃内部闪存存储数据了。这是闪存存储的一大弊端，如果你的程序里有需要频繁执行，且对时间要求严格的中断函数，那就要慎用这个内部闪存来存储用户数据，这是这个注意事项。

然后继续看是编程过程。流程也介绍过，有个注意事项就是如果指定地址没有擦除，那就不会执行编程，同时提出警告，唯一的例外是写入 0000，这个没问题。然后如果指定地址为写保护，也是不执行编程，并提出警告。之后是文字版的流程。

然后闪存页擦除，文字版的流程和下面的流程图。整片擦除，文字版的流程和流程图，这些我们也介绍过，其中有个说明是，整片擦除，信息块的内容不受影响。

接下来就是选项字节的编程，选项字节，在 FPEC 解锁后，还要再在 OPTKEYR，写入 KEY1 和 KEY2，解锁单独的小锁。然后下面写的是，FPEC 会自动计算高字节的反码，所以反码不用我们操心。然后编程文字版的流程，我们介绍过，这里有个说明是，当闪存由保护变为未保护时，会自动执行整片擦除，防止代码被盗，之后擦除过程，我们介绍过。

再之后，就是保护相关的内容了，写保护和读保护，可以再自己看看这些说明。

然后选项字节的组织和每个字节的定义，这一块可以详细看看，我们也介绍过。当然有个注意事项就是这里的位，都使用的是反逻辑，1 表示无效，0 表示有效，因为闪存擦除之后都是 1，所以 1 会用来作为默认情况，比如这里的写保护，1，是默认的不实施写保护，而 0，才是实施写保护，这个注意一下。

最后，就是寄存器说明了。第一个闪存访问控制寄存器，这个是和内核执行代码有关的东西，不用了解。之后 FPEC 寄存器和 OPT 键寄存器，分别是闪存锁和选项字节的小锁，写入 KEY1，再写 KEY2，解锁。状态寄存器，表示电路的工作状态，重点了解的就是这个 BSY，忙标志位。控制寄存器，用于控制电路运行，重点了解这个 LOCK，加锁，STRT，开始，OPTER，选项字节擦除，OPTPG，选项字节编程，MER，全擦除，PER，页擦除，PG，编程，这些位，我们之前都介绍过。之后地址寄存器，这个是配合页擦除，指定擦除哪一页的。然后选项字节寄存器，这些寄存器会把闪存里的选项字节的内容加载进来，里面的内容和选项字节是对应的，这个也是一样。

最后就是寄存器总表了。好，这就是闪存的手册内容，大家可以再自己仔细看看。

最后，我们学一下器件电子签名。这个非常简单。既然介绍到闪存了，就顺便学习一下吧。

2. 器件电子签名

电子签名存放在闪存存储器模块的系统存储区域，包含的芯片识别信息在出厂时编写，不可更改，使用指针读指定地址下的存储器可获取电子签名。

电子签名，其实就是 STM32 的 ID 号，它的存放区域是系统存储器，就是 FLASH 基本结构图中的系统存储器。它不仅有 BootLoader 程序，还有几个字节的 ID 号，系统存储器，起始地址是 1FFF F000。

看一下这里，这里有两段数据：

1. 闪存容量寄存器：
   • 基地址：0x1FFF F7E0
   • 大小：16位

通过地址，也可以确定，它的位置，就是系统存储器。它的值就是闪存的容量，单位是 KB。

2. 产品唯一身份标识寄存器：
   • 基地址： 0x1FFF F7E8
   • 大小：96位

也就是每个芯片的身份证号。每一个芯片的这 96 位数据，都是不一样的，使用这个唯一 ID 号，可以做一些加密的操作。比如你想写入一段程序，只能在指定设备运行，那就可以在程序的多处加入 ID 号判断，如果不是指定设备的 ID 号，就不执行程序功能，这样即使你的程序被盗，在别的设备上也难以运行。

这就是 STM32 的电子签名。总共就是这么多内容，非常简单。我们也顺便学一下。好，到这里，我们本节的内容，差不多就介绍完了。

然后还有一小点内容，是器件电子签名的手册。这个看一下参考手册，第 28 章，器件电子签名，这个内容非常少。

上面这里写了，电子签名是出厂编写的，包含芯片识别信息。之后直接是寄存器，闪存容量寄存器，基地址，也就是起始地址，指示了这个数据存在什么地方了，里面有 16 个只读位，表示闪存容量。然后产品唯一身份标识寄存器，有什么用呢？比如，作为序列号，作为密码，用来激活带安全机制的自举过程，这 96 位，可以以字节为单位读取，也可以以半字或全字来读取，然后基地址是 0x1FFF F7E8，下面就是所有位的内容了，就是一串 ID 号数据，这就是器件电子签名的内容。

那到这里，本小节的内容就全部结束了，我们下一小节，来学习闪存的代码部分。