第二部分 基础篇 - 第14章 STM32的存储结构

时间:2024-04-12 16:34:13

14.1 STM32存储结构的工作原理

14.1.1 STM32内核(Cortex-M3)的存储器映射

存储器映射是指把芯片中或芯片外的FLASH,RAM,外设,BOOTBLOCK等进行统一编址。即用地址来表示对象。这个地址绝大多数是由厂家规定好的,用户只能用而不能改。用户只能在挂外部RAM或FLASH的情况下可进行自定义。
如下图,是Cortex-M3存储器映射结构图。

第二部分 基础篇 - 第14章 STM32的存储结构

图14-1Cortex-M3存储器映射

Cortex-M3是32位的内核,因此其PC指针可以指向2^32=4G的地址空间,也就是0x0000_0000——0xFFFF_FFFF这一大块空间。根据图中描述,Cortex-M3内核将0x0000_0000——0xFFFF_FFFF这块4G大小的空间分成8大块:代码、SRAM、外设、外部RAM、外部设备、专用外设总线-内部、专用外设总线-外部、特定厂商等,因此使用该内核的设计者必须按照这个进行各自芯片的存储器结构设计。

14.1.2 STM32存储器结构

首先,我们对比一下Cortex-M3存储器结构和STM32存储器结构:

第二部分 基础篇 - 第14章 STM32的存储结构

图14-2 Cortex-M3与STM32存储器结构比较

图中可以很清晰的看到,STM32的存储器结构和Cortex-M3的很相似,不同的是,STM32加入了很多实际的东西,如:Flash、SRAM等。只有加入了这些东西,才能成为一个拥有实际意义的、可以工作的处理芯片——STM32。
STM32的存储器地址空间被划分为大小相等的8块区域,每块区域大小为512MB。
对STM32存储器知识的掌握,实际上就是对Flash和SRAM这两个区域知识的掌握。因此,下面将重点描述Flash和SRAM的知识。

14.1.3 STM32的SRAM

不同类型的STM32单片机的SRAM大小是不一样的,但是他们的起始地址都是0x2000 0000,终止地址都是0x2000 0000+其固定的容量大小。
SRAM的理解比较简单,其作用是用来存取各种动态的输入输出数据、中间计算结果以及与外部存储器交换的数据和暂存数据。设备断电后,SRAM中存储的数据就会丢失。

14.1.4 STM32的Flash

STM32的Flash,严格说,应该是Flash模块。该Flash模块包括:Flash主存储区(Main memory)、Flash信息区(Information block),以及Flash存储接口寄存器区(Flash memory interface)。三个组成部分分别在0x0000 0000——0xFFFF FFFF不同的区域,如下表所示。

表14-1 STM32 FLASH结构

第二部分 基础篇 - 第14章 STM32的存储结构

STM32的闪存模块由:主存储器、信息块和闪存储器块3部分组成。
主存储器,该部分用来存放代码和数据常数(如加const类型的数据)。对于大容量产品,其被划分为256页,每页2K,注意,小容量和中容量产品则每页只有1K字节。从下图可以看出主存储起的起始地址为0X08000000,B0、B1都接GND的时候,就从0X08000000开始运行代码。
信息块,该部分分为2个部分,其中启动程序代码,是用来存储ST自带的启动程序,
用于串口下载,当B0接3.3V,B1接GND时,运行的就这部分代码,用户选择字节,则一般用于配置保护等功能。
闪存储器块,该部分用于控制闪存储器读取等,是整个闪存储器的控制机构。
对于主存储器和信息块的写入有内嵌的闪存编程管理;编程与擦除的高压由内部产生。
在执行闪存写操作时,任何对闪存的读操作都会锁定总线,在写完成后才能正确进行,在进行读取或擦除操作时,不能进行代码或者数据的读取操作。
下面对STM32的存储器进行总结。
第二部分 基础篇 - 第14章 STM32的存储结构

图14-3 STM32 存储结构

图中淡蓝色就是你需要知道的。
 Peripherals:外设的存储器映射,对该区域操作,就是对相应的外设进行操作;
 SRAM:运行时临时存放代码的地方;
 Flash:存放代码的地方;
 System Memory:STM32出厂时自带的你只能使用,不能写或擦除;
 Option Bytes:可以按照用户的需要进行配置(如配置看门狗为硬件实现还是软件实现);
今后,你的编写代码、程序运行、寄存器设置、ICP、IAP都依靠这些东西。

14.2 FLASH模拟EEPROM具体代码分析

IAR版本完整代码
KEIL版本完整代码

14.3实验结果

将程序边看一完成后下载到板子中,通过串口助手,按下板子的复位按键可以看到如下现象。

第二部分 基础篇 - 第14章 STM32的存储结构

图14-4实验现象