CH32V103系列MCU內(nèi)部FLASH讀寫操作方式

簡介

CH32V103系列是以青稞V3A處理器為核心的32位通用MCU，該處理器是基于RISC-V開源指令集設(shè)計(jì)。片上集成了時(shí)鐘安全機(jī)制、多級電源管理、通用DMA控制器。此系列具有1路USB2.0主機(jī)/設(shè)備接口、多通道12位ADC轉(zhuǎn)換模塊、多通道TouchKey、多組定時(shí)器、多路IIC/USART/SPI接口等豐富的外設(shè)資源。

本章教程將通過程序代碼進(jìn)行內(nèi)部FLASH讀寫操作。

1、CH32V103內(nèi)部FLASH簡介及相關(guān)函數(shù)介紹

CH32V103芯片含有一個(gè)內(nèi)部FLASH，其存儲數(shù)據(jù)在掉電后不會丟失，主要用于存儲程序代碼。芯片在重新上電并復(fù)位后，可通過加載讀取內(nèi)部FLASH中程序代碼運(yùn)行。

通常，我們可通過兩種方式對內(nèi)部FLASH進(jìn)行讀寫：一是通過下載器等外部工具讀寫內(nèi)部FLASH，二是通過芯片運(yùn)行程序代碼讀取自身內(nèi)部FLASH。本章即通過第二種方法進(jìn)行內(nèi)部FLASH讀寫。此外，就讀寫速度而言，讀寫內(nèi)部FLASH比外部FLASH快的多，且由于內(nèi)部FLASH掉電后數(shù)據(jù)不會丟失，因此內(nèi)部FLASH剩余空間可用于存儲重要數(shù)據(jù)和關(guān)鍵記錄。

由于內(nèi)部FLASH可被通過外部工具或程序代碼讀寫，為了防止內(nèi)部FLASH中存儲數(shù)據(jù)被獲取，某些應(yīng)用會禁止讀寫內(nèi)部FLASH內(nèi)容，或在第一次運(yùn)行時(shí)計(jì)算加密信息并記錄到某些區(qū)域，然后刪除自身的部分加密代碼，這些應(yīng)用都涉及到內(nèi)部FLASH的操作。

CH32V103內(nèi)部FLASH主要包含主存儲器和信息塊兩塊區(qū)域，其中信息塊又可被分為兩塊系統(tǒng)引導(dǎo)代碼存儲區(qū)域、用戶選擇字和廠商配置字區(qū)域。其中，主存儲器區(qū)域主要用于用戶的應(yīng)用程序存儲，以4K字節(jié)（32 頁）單位進(jìn)行寫保護(hù)劃分；除了“廠商配置字”區(qū)域出廠鎖定，用戶不可訪問，其他區(qū)域在一定條件下用戶可操作。

CH32V103內(nèi)部FLASH具有2種編程/擦除方式，具體如下：

標(biāo)準(zhǔn)編程：此方式是默認(rèn)編程方式（兼容方式）。這種模式下CPU以單次2字節(jié)方式執(zhí)行編程，單次1K字節(jié)執(zhí)行擦除及整片擦除操作。

快速編程：此方式采用頁操作方式（推薦）。經(jīng)過特定序列解鎖后，執(zhí)行單次128字節(jié)的編程及128字節(jié)擦除。

關(guān)于CH32V103內(nèi)部FLASH具體信息，可參考CH32V103應(yīng)用手冊。CH32V103內(nèi)部FLASH標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)具體內(nèi)容如下：

2、硬件設(shè)計(jì)

本章教程主要通過程序代碼進(jìn)行內(nèi)部FLASH讀寫操作，使用CH32V103內(nèi)部資源，無需進(jìn)行硬件連接。

3、軟件設(shè)計(jì)

CH32V103內(nèi)部FLASH編程/擦除方式有兩種，一種是標(biāo)準(zhǔn)編程，一種是快速編程，本章即使用上述這兩種方式分別進(jìn)行內(nèi)部FLASH讀寫操作，程序編程主要分3個(gè)步驟：

1、對內(nèi)部FLASH進(jìn)行解鎖；

2、對內(nèi)部FLASH進(jìn)行頁擦除；

3、對內(nèi)部FLASH進(jìn)行讀寫操作。

根據(jù)上述操作步驟，編寫具體程序，具體程序如下：

flash.h文件

flash.h文件主要包含相關(guān)定義和函數(shù)聲明；

flash.c文件

flash.c文件主要包含兩個(gè)函數(shù)，一個(gè)是內(nèi)部FLASH標(biāo)準(zhǔn)編程函數(shù)Flash_Test，一個(gè)是內(nèi)部FLASH快速編程函數(shù)Flash_Test_Fast，這兩個(gè)函數(shù)具體執(zhí)行過程如下：

內(nèi)部FLASH標(biāo)準(zhǔn)編程函數(shù)Flash_Test執(zhí)行過程：

(1)調(diào)用FLASH_Unlock函數(shù)進(jìn)行解鎖；

(2) 根據(jù)起始地址及結(jié)束地址計(jì)算需要擦除頁數(shù)；

(3) 調(diào)用FLASH_ClearFlag函數(shù)清除各種標(biāo)志位；

(4) 使用for循環(huán)以及調(diào)用FLASH_ErasePage函數(shù)擦除頁數(shù)，每次擦除一頁；

(5) 使用while循環(huán)并調(diào)用FLASH_ProgramWord函數(shù)向起始地址至結(jié)束地址的存儲區(qū)域都寫入變量“Data”存儲的數(shù)值數(shù)值；

(6) 調(diào)用FLASH_Lock函數(shù)進(jìn)行上鎖；

(7) 使用指針讀取寫入的數(shù)據(jù)內(nèi)容并校驗(yàn)。

內(nèi)部FLASH快速編程函數(shù)Flash_Test_Fast執(zhí)行過程與標(biāo)準(zhǔn)編程執(zhí)行過程類似，具體如下：

(1)調(diào)用FLASH_Unlock_Fast函數(shù)進(jìn)行解鎖；

(2) 調(diào)用FLASH_ErasePage_Fast函數(shù)擦除指定閃存頁；

(3) 調(diào)用FLASH_BufReset函數(shù)復(fù)位閃存緩沖區(qū)，執(zhí)行清除內(nèi)部128字節(jié)緩存區(qū)操作；

(4) 調(diào)用FLASH_BufLoad函數(shù)向指定地址開始連續(xù)寫入16字節(jié)數(shù)據(jù)（4字節(jié)/次操作，寫的地址每次偏移量為4），然后執(zhí)行加載到緩沖區(qū)；

(5) 調(diào)用FLASH_ProgramPage_Fast函數(shù)啟動(dòng)一次快速頁編程動(dòng)作，編程指定的閃存頁；

(6) 調(diào)用FLASH_Lock_Fast函數(shù)進(jìn)行上鎖；

(7) 使用for循環(huán)讀取編程地址進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)并返回校驗(yàn)值。

以上兩個(gè)函數(shù)執(zhí)行過程可對照CH32V103應(yīng)用手冊第24章閃存操作流程進(jìn)行程序編寫，更有助于理解編程。

main.c函數(shù)

main.c函數(shù)主要進(jìn)行函數(shù)初始化以及根據(jù)flash.c文件兩個(gè)函數(shù)返回值輸出相應(yīng)信息。

4、下載驗(yàn)證

將編譯好的程序下載到開發(fā)板并復(fù)位，串口打印情況具體如下：

根據(jù)串口打印信息可知，內(nèi)部FLASH標(biāo)準(zhǔn)編程和快速編程測試成功。