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5.1实验内容
通过本实验主要学习以下内容:
- FMC控制器原理;
- FMC擦写读操作;
5.2实验原理
5.2.1FMC控制器原理
FMC即Flash控制器,其提供了片上Flash操作所需要的所有功能,在GD32F303系列MCU中,Flash前256K字节空间内,CPU执行指令零等待,具有相同主频下最快的代码执行效率。FMC也提供了页擦除,整片擦除,以及32位整字/16位半字/位编程等闪存操作。GD32F303系列MCU支持最大3M Flash空间,可以提供业内最大Flash的相关产品。
GD32F303系列MCU的Flash结构如下图所示。由该图可知,GD32F303系列MCU可以支持最大3M的Flash空间,前256页为2KB每页,共512KB空间,后面的空间为4KB每页,信息块为存储内部出厂BOOTLOADER,中容量的GD32F303系列产品空间为2KB,大容量的GD32F303系列产品空间为6KB,互联型的GD32F305/307系列产品空间为18KB,主要是由于不同的产品所支持的ISP烧录接口不同,所需要的代码空间也会有差别。可选字节块存储的是选项字节,其空间大小为16个字节,地址范围为0x1FFFF800-0x1FFFF80F,本章主要讲解FMC的操作,有关选项字节操作可以参考选项字节操作实验。
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有关Flash擦写操作均需要先解锁Flash,然后进行擦写操作,擦写完成后再进行锁Flash,注意Flash特性只能由1写0,也就是Flash需要先擦除才能写入新的数据,如果确保写入地址的数据为全0xFF,也可以直接写入。读取Flash数据可以采取直接寻址的方式进行读取。 |
下面为各位读者介绍Flash擦写读的相关操作。
5.2.2Flash擦除操作原理
Flash擦除可分为页擦除以及整片擦除,如下图所示,页擦除时间典型值为48ms,256KB Flash的块擦除时间典型值为2S。
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有关Flash的相关操作均在gd32f30x_fmc.c中实现,下面介绍下擦除实现的函数,如下表所示。
![wKgaomZb0hOARtTCAABPassmiMA901.png](https://file1.elecfans.com/web2/M00/EB/E2/wKgaomZb0hOARtTCAABPassmiMA901.png)
5.2.4Flash读取操作原理
Flash读取可以采用直接寻址的方式进行操作,具体可参考以下示例代码。
C uint32_t read_data; read_data = *(uint32_t *)0x08001000;
|
5.3硬件设计
本例程不涉及硬件电路。
5.4代码解析
5.4.1Flash写入16bit双字节函数
Flash写入双字节操作函数如下所示,写入的过程主要分为擦写两个操作,由于Flash特有特性,需要先擦除才可以写入,因而需要确保写入地址的初识数据为0xFF。另外GD32F303具有双bank,且不同bank的页大小具有差异,本函数可以实现根据地址识别对应页并进行擦除的功能,使用上非常方便,使用者只需要关心擦写的起始地址以及数据和长度即可,擦写的位置函数中会进行实现。
C void fmc_write_data_16b(uint32_t write_start_addr, uint16_t *data_buf, uint16_t data_lengh) { uint32_t write_addr,erase_addr; uint16_t data_write_num=0; int16_t data_earse_num; /* 解锁FMC */ fmc_unlock(); /* 清除BANK0和BANK1的错误标志 */ fmc_flag_clear(FMC_FLAG_BANK0_PGERR|FMC_FLAG_BANK0_WPERR|FMC_FLAG_BANK0_END); fmc_flag_clear(FMC_FLAG_BANK1_PGERR|FMC_FLAG_BANK1_WPERR|FMC_FLAG_BANK1_END); erase_addr = write_start_addr; data_earse_num = data_lengh; /* 若写入起始地址加上总长*2小于0x08080000,说明需要擦写的数据均在BANK0,页大小为2K/页 */ if((write_start_addr+data_lengh*2)<0x08080000) { /* 若写入地址为页起始地址 */ if(write_start_addr%2048 == 0) { for(;data_earse_num>0;) { fmc_page_erase(erase_addr); erase_addr+=2048; data_earse_num-=1024; } /*若写入地址不是页起始地址*/ }else{ for(;(data_earse_num>0||erase_addr>=write_start_addr+data_lengh*2);) { fmc_page_erase(erase_addr); erase_addr+=2048; data_earse_num-=1024; } } /* 若写入地址加上写入长度*2大于0x08080000,说明擦写的数据可能跨BANK或者均在BANK1,页大小有差别 */ }else{ /* 如果起始地址小于0x08080000,说明跨BANK */ if(write_start_addr<0x08080000) { /* 首先擦除BANK0部分所需页 */ for(;erase_addr<0x08080000;) { fmc_page_erase(erase_addr); erase_addr+=2048; } /* 然后擦除BANK1部分所需页 */ erase_addr = 0x08080000; for(;erase_addr<=write_start_addr+data_lengh*2;) { fmc_page_erase(erase_addr); erase_addr+=4096; } }else{ /*若写入地址大于等于0x08080000,说明均在BANK1,页大小为4K/页*/ if(write_start_addr%4096 == 0) /* 若写入地址为页起始地址 */ { for(;data_earse_num>0;) { fmc_page_erase(erase_addr); erase_addr+=4096; data_earse_num-=2048; } }else{ /*若写入地址不是页起始地址*/ for(;(data_earse_num>0||erase_addr>=write_start_addr+data_lengh*2);) { fmc_page_erase(erase_addr); erase_addr+=4096; data_earse_num-=2048; } } } } /* 写入数据 */ write_addr = write_start_addr; for(data_write_num = 0; data_write_num
5.4.2Flash读取数据函数
Flash读取数据函数如下所示,采用直接寻址的方式,读取双字节数据。
C uint16_t fmc_read_data_16b(uint32_t write_read_addr) { return *(uint16_t *)write_read_addr; }
5.4.3主函数
主函数如下所示,通过该函数实现对flash起始地址为0x08001000的前20个字节擦写以及读取的验证。
C int main(void) { uint16_t read_num =0; uint8_t i_num; bsp_led_group_init(); fmc_write_data_16b(WRITE_START_ADDR,write_data,10); for(read_num=0;read_num<10;read_num++) { read_data[read_num] = fmc_read_data_16b(WRITE_START_ADDR+read_num*2); } for(i_num=0;i_num<10;i_num++) { if(read_data[i_num]!=write_data[i_num]) { bsp_led_on(&LED0); }else{ bsp_led_on(&LED1); } } while (1) { } }
5.5实验结果
将本实验烧录到红枫派实验板中,运行后可以观察到LED1常亮,表明擦写以及读取实验正常。
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