13-CubeMx+Keil+Proteus模擬STM32 - Flash ROM

来源:https://www.cnblogs.com/sheepeach/archive/2022/05/19/STM32F103_FlashROM.html
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本文例子參考《STM32單片機開發實例——基於Proteus虛擬模擬與HAL/LL庫》 源代碼:https://github.com/LanLinnet/STM33F103R6 項目要求 單片機將由串口收到的1位元組數據存入Flash ROM的指定地址;按下按鈕BTN,單片機將存儲在Flash ROM ...


本文例子參考《STM32單片機開發實例——基於Proteus虛擬模擬與HAL/LL庫》
源代碼:https://github.com/LanLinnet/STM33F103R6

項目要求

單片機將由串口收到的1位元組數據存入Flash ROM的指定地址;按下按鈕BTN,單片機將存儲在Flash ROM指定地址的位元組數據通過串口發送。串口通信參數:波特率為19200bit/s,無校驗。

硬體設計

  1. 第一節的基礎上,在Proteus中添加電路如下圖所示。其中我們添加了:串口組件COMPIM,用於連接電腦虛擬串口;

    調試過程也可以添加一個虛擬儀器VIRTUAL TERMINAL,用來查看單片機收到的串口數據,具體參考第11節
    由於要實現串口通信,我們要將其波特率、字長、校驗方式、停止位等都設置一下,具體參數如下圖所示
    COMPIM設置

  2. Flash ROM簡介:STM32單片機Flash ROM(程式存儲器)的作用是存放用戶編寫的單片機程式(機器碼),但是其除了用來存放單片機的程式外,也可以用來存儲一些既可以修改又能斷電保存的數據,如設備或模塊的設定參數。但是在實際中,由於STM32單片機的Flash ROM擦除次數有限,因此不建議在Flash ROM擦寫,可以通過外擴\(E^2 PROM\)、FRAM、存儲卡等方式實現保護產品設定參數的目的。不過為了熟悉Flash ROM操作,本節我們使用Flash ROM來存儲數據。
    1)STM32F103R6單片機具有32KB的FlashROM,地址為0x0800 0000 ~ 0x0800 7FFF,每KB為一頁,共32頁。
    2)Flash ROM數據寫入步驟:Flash ROM解鎖 → 擦除扇區 → 向指定地址寫入數據 → Flash ROM鎖定。
    3)Flash ROM數據讀取沒有繁瑣的步驟,直接讀取即可。

  3. 打開CubeMX,建立工程。
    首先,設置PA5為GPIO_Input
    然後,點擊“Connectivity”列表中的“USART”進行串口配置。將Mode設置為Asynchronous(非同步),波特率設為19200Bits/s,字長設為8Bits,校驗設為None,停止位設為1,數據傳送設為Receive and Transmit(接收與發送)。設置完成後,會看到右側的PA9和PA10引腳被自動設置為USART1_TXUSART1_RX,即USART1的發送端和接收端。

    隨後,再點擊“NVIC Settings”,選中USART global interrupt,使能Enabled串口1的中斷功能。

  4. 點擊“Generator Code”生成Keil工程。

軟體編寫

  1. 本次我們需要實現串口助手發送單位元組數據,單片機收到數據後存入Flash ROM,按鍵按下後將存儲的數據通過串口發回串口助手,需要用到Flash ROM相關函數其API文檔如下:
    HAL_FLASH_Unlock 解鎖Flash ROM函數

    HAL_FLASH_Lock 鎖定Flash ROM函數

    HAL_FLASHEx_Erase 擦除Flash ROM指定部分函數

    HAL_FLASH_Program 將數據寫入Flash ROM函數

    其中,TypeErase形參有以下2個巨集定義

    TypeProgram有以下3個巨集定義

  2. 點擊“Open Project”在Keil中打開工程,雙擊“main.c”文件。

  3. 首先我們需要在main.c文件中的最前面設置全局變數、聲明自定義函數。

    /* Private macro -------------------------------------------------------------*/
    /* USER CODE BEGIN PM */
    #define _FLASH_ADD 0x08006400  //寫入Flash ROM首地址(Page 25)
    /* USER CODE END PM */
    
    /* Private variables ---------------------------------------------------------*/
    
    /* USER CODE BEGIN PV */
    uint8_t rf = 0;		//自定義串口接收完畢標誌
    uint8_t RcvBuf[1];		//接收緩衝
    uint8_t SndBuf[1];		//發送緩衝
    /* USER CODE END PV */
    
    /* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
    void SystemClock_Config(void);
    /* USER CODE BEGIN PFP */
    void FlashErase(uint32_t Add);		//聲明自定義Flash ROM擦除函數
    void FlashWrite(uint32_t Add, uint16_t Dat);		//聲明自定義Flash ROM寫函數
    uint16_t FlashRead(uint32_t Add);		//聲明自定義Flash ROM讀函數
    /* USER CODE END PFP */
    

    然後,在main函數中中插入代碼如下,定義中間變數,打開串口1接收中斷

    /* USER CODE BEGIN 1 */
    uint16_t flash_wdat;  //寫入Flash數據存儲變數
    /* USER CODE END 1 */
    
    /* USER CODE BEGIN 2 */
    //打開串口1接收中斷,接收數據存入RcvBuf數組,數組長度為1
    HAL_UART_Receive_IT(&huart1,RcvBuf,1);
    /* USER CODE END 2 */
    

    隨後,在/* USER CODE BEGIN 4 *//* USER CODE END 4 */中插入接收完畢回調函數、自定義的Flash頁擦除函數、Flash寫函數、Flash讀函數代碼如下

    /* USER CODE BEGIN 4 */
    //串口接收完畢回調函數
    void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
    {
      if(huart==&huart1)		//如果串口1接收完畢
      {
        rf = 1;		//標誌位置1
      }
    }
    
    /*Flash頁擦除
    *-Add表示待擦除頁的首地址
    *-Flash必須整頁擦除,也就是整頁的每個地址單元內容都為FFH才能寫入新數據
    */
    void FlashErase(uint32_t Add)
    {
      uint32_t page_error = 0;  	//錯誤指針
      FLASH_EraseInitTypeDef erase_initstruct = 
      {
        .TypeErase = FLASH_TYPEERASE_PAGES,		//擦除方式為頁擦除
        .NbPages = 1,		//頁數量為1頁
        .PageAddress = Add		//擦除頁起始地址
      };
      HAL_FLASH_Unlock();		//解鎖Flash ROM
      HAL_FLASHEx_Erase(&erase_initstruct, &page_error);		//擦除
      HAL_FLASH_Lock();		//鎖定Flash ROM
    }
    
    /*Flash寫函數
    *-寫入一個Half Word(16位)型數據
    *-Add表示Flash ROM地址
    *-Dat表示寫入數據(16位)
    *-註意:寫入時,高位元組在高地址
    */
    void FlashWrite(uint32_t Add, uint16_t Dat)
    {
      HAL_FLASH_Unlock();
      HAL_FLASH_Program(FLASH_TYPEPROGRAM_HALFWORD, Add, Dat);		//將數據寫入Flash
      HAL_FLASH_Lock();
    }
    
    /*Flash讀函數
    *-返回一個Half Word(16位)型數據
    *-Add表示Flash ROM地址
    */
    uint16_t FlashRead(uint32_t Add)
    {
      uint16_t dat;
      dat = *(uint16_t *)Add;
      return dat;
    }
    /* USER CODE END 4 */
    

    最後,在while(1)中插入代碼如下,進行Flash和串口相關操作

    /* USER CODE BEGIN WHILE */
    while (1)
    {
      if(rf == 1)		//串口接收完畢
      {
        rf = 0;		//標誌位清0
        flash_wdat = RcvBuf[0];		//將接收到的數據存入寫Flash變數中
        FlashErase(_FLASH_ADD);		//擦除指定部分
        FlashWrite(_FLASH_ADD, flash_wdat);		//寫入Flash
        HAL_UART_Receive_IT(&huart1, RcvBuf, 1);		//每次接收前都需要調用一次
      }
      if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_5) == GPIO_PIN_RESET)		
      {
        HAL_Delay(25);		//消抖
        if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_5) == GPIO_PIN_RESET)		//如果按鍵按下
        {
          SndBuf[0] = (uint8_t)FlashRead(_FLASH_ADD);		//讀Flash中值並存入發送緩衝
          HAL_UART_Transmit(&huart1, SndBuf, 1, 10);		//由串口1發送緩衝中的值
          while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_5) == GPIO_PIN_RESET);		//等待按鍵鬆開
        }
      }
    /* USER CODE END WHILE */
    
    /* USER CODE BEGIN 3 */
    }
    /* USER CODE END 3 */
    

聯合調試

  1. 點擊運行,生成HEX文件。

  2. 在Proteus中載入相應HEX文件,點擊運行。

  3. 打開串口調試助手“XCOM”,選擇COM4,設置相應的波特率、停止位、數據位、奇偶校驗等,勾選“16進位顯示”和“16進位發送”,點擊“打開串口”。在發送框輸入“00”,點擊“發送”。在Proteus中我們可以看到“VIRTUAL TERMINAL”接收到數據“00”。按下按鍵,同時再觀察串口調試助手“XCOM”,可以看到接收視窗收到數據“00”。同理,發送“AA”和“BB”也能得到相應的結果。


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