ST PM0042 User Manual
本译文仅供参考，如有翻译错误，请以英文原稿为准
PM0042
编程手册
编程手册
编程手册编程手册
STM32F10x闪存编程
简介
简介
简介简介
本编程手册介绍了如何烧写STM32F10x微控制器的闪存存储器。
STM32F10x内嵌的闪存存储器可以用在线编程(ICP)或在程序中编程(IAP)烧写。
在线编程(In-Circuit Programming – ICP)方式用于更新闪存存储器的全部内容，它通过JTAG或
SWD协议下载用户应用程序到微控制器中。ICP是一种快速有效的流程，消除了封装和管座的
困扰。
与ICP方式对应，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(如I/O端口、USB、CAN、UART等)下载程序或数据到存储器中。IAP允许你在程序
运行时重新烧写闪存存储器中的内容。然而，IAP要求至少有一部分程序已经用ICP烧到某个闪
存块中。
本文的内容适用于STM32F101和STM32F103系列。
闪存接口是在AHB协议上实现了对指令和数据的访问，通过对存储器的分区和预取缓存的实
现，加快了存储器的访问；闪存接口还实现了闪存编程和擦除所需的逻辑电路，这里还包括访
问和写入保护以及选择字节的控制。
闪存编程
闪存编程闪存编程
STM32F10x闪存编程
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目录
目录
目录目录
1 概述 ................................................................................................................................................................... 4
1.1 特性 ....................................................................................................................................................... 4
1.2 闪存模块组织 ....................................................................................................................................... 4
2 读/编写STM32F10x内置闪存.......................................................................................................................... 6
2.1 简介 ....................................................................................................................................................... 6
2.2 读操作 ................................................................................................................................................... 6
2.2.1 取指令 ....................................................................................................................................... 6
2.2.2 D-Code接口............................................................................................................................... 6
2.2.3 闪存访问控制器 ....................................................................................................................... 6
2.2.4 信息模块访问 ........................................................................................................................... 7
2.3 闪存编程和擦除控制器(FPEC)........................................................................................................... 7
2.3.1 键值 ........................................................................................................................................... 7
2.3.2 解除闪存锁 ............................................................................................................................... 7
2.3.3 闪存编程 ................................................................................................................................... 7
2.3.4 信息块的编程 ........................................................................................................................... 8
2.3.5 闪存擦除 ................................................................................................................................... 9
2.4 保护 ..................................................................................................................................................... 11
2.4.1 读保护 ..................................................................................................................................... 11
2.4.2 写保护 ..................................................................................................................................... 11
2.4.3 信息块保护 ............................................................................................................................. 12
2.5 选择字节加载 ..................................................................................................................................... 12
2.6 低功耗管理 ......................................................................................................................................... 13
3 寄存器说明 ..................................................................................................................................................... 14
3.1 闪存访问控制寄存器(FALSH_CR)................................................................................................... 14
3.2 FPEC键寄存器(FLASH_KEYR)........................................................................................................ 15
3.3 闪存OPTKEY寄存器(FLASH_OPTKEYR)...................................................................................... 15
3.4 闪存状态寄存器(FLASH_SR)........................................................................................................... 16
3.5 闪存控制寄存器(FLASH_CR)........................................................................................................... 17
3.6 闪存地址寄存器(FLASH_AR)...........................................................................................................18
3.7 选择字节寄存器(FLASH_OBR)........................................................................................................ 19
3.8 写保护寄存器(FLASH_WRPR)......................................................................................................... 20
3.9 闪存寄存器映像 ................................................................................................................................. 21
4 版本历史 ......................................................................................................................................................... 22
STM32F10x闪存编程
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术语
术语
术语术语
下面列出了本文档中所用到的术语和缩写的简要说明：
Cortex-M3内核集成了两个调试端口：
− JTAG调试接口(JTAG-DP)提供基于JTAG(Joint Test Action Group 联合测试行动小组)
协议的5线标准接口。
− SWD调试接口(SWD-DP)提供基于SWD(Serial Wire Debug 串行线调试)协议的2线标
准接口。
有关JTAG和SWD协议，请参考Cortex M3 Technical Reference Manual。
选择字节：存放在闪存中的产品配置位。
字(Word)：32位长的数据或指令
半字(Half Word)：16位长的数据或指令
字节(Byte)：8位长的数据或指令
FPEC(FLASH Program/Erase controller 闪存编程/擦除控制器)：对内置闪存的写操作是由一
个内嵌的FPEC管理的。
IAP(In-Application Programming)：IAP是在用户程序运行时对闪存微控制器中存储器重新
编程的一种能力。
ICP(In-Circuit Programming)：ICP是在芯片安装在用户应用板上后通过JTAG协议对闪存微
控制器中存储器编程的一种能力。
I-Code：这是连接Cortex-M3核心的指令总线与闪存程序存储器接口的总线，指令预取是在
这个总线上实现的。
D-Code：这是连接Cortex-M3核心的D-Code总线(常数和调试访问)与闪存数据存储器接口
的总线。
SIF：用户选择字节的小信息块(详见图4)。
AHB：先进高性能总线。
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1 概述
1.1 特性
1.2 闪存
概述
概述概述
特性
特性特性
128K字节闪存
擦写周期：1000次
存储器配置：
闪存接口的特性：
带预取缓冲器的读接口(2x64位)
选择字节加载
闪存编程/擦除操作
读出/写入保护
闪存模块组织
闪存闪存
存储器组织成主存储器块和信息块；主存储器块包含128页，每页1K字节；信息块包括2页(2K
字节和0.5K字节)；如表一：
− 主存储块：16K x 64位
− 信息块：320 x 64位
模块组织
模块组织模块组织
表一
表一 闪存
表一表一
闪存模块组织
模块组织
闪存闪存
模块组织模块组织
块
块 名称
块块
主存储器
信息块
闪存寄存器
名称 地址范围
名称名称
页0
页1
页2
页3
页4~7
页8~11
.
.
.
页124~127
启动程序代码
用户选择字节
FLASH_ACR 0x4002 2000 – 0x4002 2003
FLASH_KEYR 0x4002 2004 – 0x4002 2007
FLASH_OPTKEYR 0x4002 2008 – 0x4002 200B
FLASH_SR 0x4002 200C – 0x4002 200F
FLASH_CR 0x4002 2010 – 0x4002 2013
FLASH_AR 0x4002 2014 – 0x4002 2017
保留
FLASH_OBR 0x4002 201C – 0x4002 201F
FLASH_WRPR 0x4002 2020 – 0x4002 2023
保留
0x0800 0000 – 0x0800 03FF
0x0800 0400 – 0x0800 07FF
0x0800 0800 – 0x0800 0BFF
0x0800 0C00 – 0x0800 0FFF
0x0800 1000 – 0x0800 1FFF
0x0800 2000 – 0x0800 2FFF
0x0801 F000 – 0x0801 FFFF
0x1FFF F000 – 0x1FFF F7FF
0x1FFF F800 – 0x1FFF F9FF
0x4002 2018 – 0x4002 201B
0x4002 2024 – 0x4002 2087
地址范围 长度
地址范围地址范围
.
.
.
长度(字节
字节)
长度长度
字节字节
4 x 1K
4 x 1K
4 x 1K
.
.
.
4 x 1K
2K
512
4
4
4
4
4
4
4
4
4
100
闪存存储器被组织成32位宽的存储器单元，可以存放代码和数据常数。每一个STM32F10x微控
制器的闪存模块都有一个特定的启始地址，有关的启始地址请参考STM32F10x
系统存储器是用于存放在系统存储器自举模式下的启动程序，这个区域只保留给ST使用；ST在
生产线上对这个区域编程并锁定以防止用户擦写。
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参考手册
。
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对主存储器和信息块的写入由内嵌的闪存编程/擦除控制器(FPEC)管理；编程与擦除的高电压由
内部产生。
闪存存储器有两种保护方式防止非法的访问(读、写、擦除)：
页写入保护
读出保护
详情请参考2.4节。
在执行闪存写操作时，任何对闪存的读操作都会锁住总线，在写操作完成后读操作才能正确地
进行；既在进行写或擦除操作时，不能进行代码或数据的读取操作。
进行闪存编程操作时(写或擦除)，必须打开内部的RC振荡器(HSI)。
闪存存储器可以用ICP或IAP方式编程。
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2 读读读读/编写
2.1 简介
2.2 读操作
2.2.1 取指令
预取缓冲器
编写 STM32F10x 内置
编写编写
简介
简介简介
本节介绍如何读和对STM32F10x的内置闪存编程
读操作
读操作读操作
内置闪存模块可以在通用地址空间直接寻址，任何32位数据的读操作都能访问闪存模块的内容
并得到相应的数据。
读接口在闪存端包含一个读控制器，还包含一个AHB接口与CPU衔接。这个接口的主要工作就
是产生读闪存的控制信号并预取CPU要求的指令块，预取指令块仅用于在I-Code总线上的取指
操作，数据常量是通过D-Code总线访问的。这两条总线的访问目标是相同的闪存模块，访问D-
Code将比预取指令优先级高。
取指令
取指令取指令
Cortex-M3在I-Code总线上取指令，在D-Code总线上取数据。预取指令块可以有效地提高对ICode总线访问的效率。
预取缓冲器
预取缓冲器预取缓冲器
预取缓冲器包含两个数据块，每个数据块有8个字节；预取指令(数据)块直接映像到闪存中，因
为数据块的大小与闪存的宽度相同，所以读取预取指令块可以在一个读周期完成。
内置闪存
内置内置
闪存
闪存闪存
设置预取缓冲器可以使CPU更快地执行，CPU读取一个字的同时下一个字已经在预取缓冲器中
等候，即当代码跳转的边界为8字节的倍数时，闪存的加速比例为2。
预取控制器
注意： 当
注意： 当使用了预取缓冲器和
访问时间调节
2.2.2 D-Code接口
预取控制器
预取控制器预取控制器
预取控制器根据预取缓冲器中可用的空间决定是否访问闪存，预取缓冲器中有至少一块的空余
空间时，预取控制器则启动一次读操作。
清除闪存访问控制寄存器中的一个控制位能够关闭预取缓冲器，这样预取缓冲器将处于关闭状
态。
AHB
时钟的预分频系数不为“1”时，必须打开预取缓冲器
如果在系统中没有高频率的时钟，即HCLK频率较低时，闪存的访问只需半个HCLK周期(半周
期的闪存访问只能在时钟频率低于8MHz时进行，使用HIS或HSE并且关闭PLL时可得到这样的
频率)；在闪存访问控制寄存器中有一个控制位可以选择这种工作方式。
访问时间调节
访问时间调节访问时间调节
为了维持读闪存的控制信号，预取控制器的时钟周期与闪存访问时间的比例由闪存访问控制器
控制；这个值给出了能够正确地读取数据时，闪存控制信号所需的时钟周期数目；复位后，该
值为1，闪存访问为两个时钟周期(FLASH_ACR的复位值为01，长度=1)。
接口
接口接口
(FLASH_ACR[4]= 1 )。
AHB
时钟的预分频系数不为“1”时，不能使用半周期访问方式。
D-Code接口包含CPU端简单的AHB接口和对闪存访问控制器的仲裁器提出访问请求的逻辑电
路。D-Code的访问优先于预取指令的访问。这个接口使用预取缓冲器的访问时间调节模块。
2.2.3 闪存访问控制器
闪存访问控制器
闪存访问控制器闪存访问控制器
这个模块就是在I-Code上的指令预取请求和D-Code接口上读请求的仲裁器。
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D-Code接口的请求优先于I-Code的请求。
2.2.4 信
2.3 闪存编程和擦除控制器
2.3.1 键值
信息模块访问
息模块访问
信信
息模块访问息模块访问
信息模块的内容可以通过I-Code总线执行并且可以在D-Code总线上读出，小信息模块可以在任
一模式下读写。
选择字节模块包含配置选择字节和其他用户定义的信息。
闪存编程和擦除控制器(FPEC)
闪存编程和擦除控制器闪存编程和擦除控制器
FPEC模块处理闪存的编程和擦除操作，它包括7个32位的寄存器：
FPEC键寄存器(FLASH_KEYR)
选择字节键寄存器(FLASH_OPTKEYR)
闪存控制寄存器(FLASH_CR)
闪存状态寄存器(FLASH_SR)
闪存地址寄存器(FLASH_AR)
选择字节寄存器(FLASH_OBR)
写保护寄存器(FLASH_WRPR)
只要CPU不访问闪存，闪存操作不会延缓CPU的执行。
键值
键值键值
共有三个键值：
RDPRT键 = 0x000000A5
KEY1 = 0x45670123
KEY2 = 0xCDEF89AB
2.3.2 解除闪存锁
2.3.3 闪存编程
解除闪存锁
解除闪存锁解除闪存锁
复 位后 ，FPEC模 块 是 被保 护 的 ， 不能 写 入 FLASH_CR寄 存 器； 通 过写 入特 定 的 序 列到
FLASH_KEYR寄存器可以打开FPEC模块，这个特定的序列是两个键值(KEY1和KEY2，见2.3.1
节)；写入任何其他序列都会在下次复位前锁死FPEC模块和FLASH_CR寄存器。
写入错误的键序列还会产生总线错误；总线错误发生在第一次写入的不是KEY1，或第一次写入
的是 KEY1但 第二 次 写入的 不是KEY2时 ；FPEC模 块和FLASH_CR寄 存器可 以由程 序设置
FLASH_CR寄存器中的LOCK位锁住，这时可以通过在FLASH_KEYR中写入正确的键值对FPEC
解锁。
闪存编程
闪存编程闪存编程
每次闪存编程可以写入16位。当FLASH_CR寄存器的PG位为1时，写入一个半字到一个闪存地
址将启动一次编程；写入任何非半字的数据，FPEC都会产生总线错误。在编程过程中(BSY位
为1)，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。
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