前言

最近拿到了一塊APM32F103VC的MINI開發板，在學習了一段時間后發現其有非常豐富的外設資源，主頻能達到96Mhz。最近在項目中使用到了IAP(In Application Programming)功能，特來評估一下APM32F103的IAP實現方式。

在應用編程IAP(In-Application Programming)是應用在Flash程序存儲器的一種編程模式。它可以在應用程序正常運行的情況下，通過調用特定的IAP程序對另外一段程序Flash空間進行讀/寫操作，甚至可以控制對某段、某頁甚至某個字節的讀/寫操作，這為數據存儲和固件的現場升級帶來了更大的靈活性。

話接上回，我們提及到了 程序跳轉運行就是修改PC指針至我們的APP程序，然后修改我們的中斷向量寄存器以使得我們的APP程序能夠正確相應中斷。

那我們本章節就在IAP實現的第三部分內容，Flash編程的基礎進行梳理。

1 為什么要編程Flash？

眾所周知，MCU的Flash保存著我們的程序，一般情況下我們在生產或者調試的時候是通過我們的燒錄器或者仿真器對MCU的Flash進行編程。在這個過程中我們無需關系Flash的編程流程，僅需要通過工具即可完成對Flash的編程操作。

那為什么做IAP需要關心Flash編程呢？因為IAP的一個關鍵因素就能夠通過BootLoader去編程我們的APP區域的內容。

即我們需要實現對MCU的Flash編程操作。

2 Flash的編程流程

在APM32F103的手冊，我們可以看到Flash編程一共分為解鎖，擦除，編程，上鎖的四個步驟。下面我們一步步看一下我們需要完成哪些操作。

2.1 Flash解鎖與上鎖

Flash是我們程序保存的地方，需要編程FLash必須是“確定的”，而不是我們“一時興起”。所以涉及較為繁瑣的“解鎖”步驟，以防我們重要的程序內容被改動。

APM32F1的標準庫函數如下所示：

/*!

* [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url] Unlocks the FMC Program Erase Controller

*

* @param None

*

* @retval None

*/

void FMC_Unlock(void)

{

FMC->KEY = 0x45670123;

FMC->KEY = 0xCDEF89AB;

}

/*!

* [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url] Locks the FMC Program Erase Controller.

*

* @param None

*

* @retval None

*/

void FMC_Lock(void)

{

FMC->CTRL2_B.LOCK = BIT_SET;

}

2.2 Flash的擦除

由于APM32F1 的Flash的特性，對Flash寫入數據的地址內容必須是0xFFFF，打個比方來說，我們要在一張紙上畫一幅精彩的畫作，那我們的紙張必須要是空白的，這樣子才能不受紙張上的污漬影響我們。

那對于APM32F1的Flash來說，0xFFFF是“空白”狀態，這個狀態下我們才能盡情的“書寫”內容。

那Flash的擦除操作，便是把Flash變回“空白”的操作。

擦除有分“全擦除”和“頁擦除”，由于我們的BootLoader也是存儲于Flash中的，我們若是使用“全擦除”操作我們的BootLoader程序也會被擦除掉，使得MCU處于“空片”狀態。所以我們會使用“頁擦除”完成對APP存儲的區域進行擦除操作。

APM32F1的標準庫函數如下所示：

/*!

* @brief Erases a specified FMC page.

*

* @param pageAddr: The page address to be erased.

*

* @retval Returns the flash state.It can be one of value:

* [url=home.php?mod=space&uid=2817080]@ARG[/url] FMC_STATUS_BUSY

* [url=home.php?mod=space&uid=2817080]@ARG[/url] FMC_STATUS_ERROR_PG

* @arg FMC_STATUS_ERROR_WRP

* @arg FMC_STATUS_COMPLETE

* @arg FMC_STATUS_TIMEOUT

*/

FMC_STATUS_T FMC_ErasePage(uint32_t pageAddr)

{

FMC_STATUS_T status = FMC_STATUS_COMPLETE;

status = FMC_WaitForLastOperation(0x000B0000);

if(status == FMC_STATUS_COMPLETE)

{

FMC->CTRL2_B.PAGEERA = BIT_SET;

FMC->ADDR = pageAddr;

FMC->CTRL2_B.STA = BIT_SET;

status = FMC_WaitForLastOperation(0x000B0000);

FMC->CTRL2_B.PAGEERA = BIT_RESET;

}

return status;

}

/*!

* @brief Erases all FMC pages.

*

* @param None

*

* @retval Returns the flash state.It can be one of value:

* @arg FMC_STATUS_ERROR_PG

* @arg FMC_STATUS_ERROR_WRP

* @arg FMC_STATUS_COMPLETE

* @arg FMC_STATUS_TIMEOUT

*/

FMC_STATUS_T FMC_EraseAllPage(void)

{

FMC_STATUS_T status = FMC_STATUS_COMPLETE;

status = FMC_WaitForLastOperation(0x000B0000);

if(status == FMC_STATUS_COMPLETE)

{

FMC->CTRL2_B.MASSERA = BIT_SET;

FMC->CTRL2_B.STA = BIT_SET;

status = FMC_WaitForLastOperation(0x000B0000);

FMC->CTRL2_B.MASSERA = BIT_RESET;

}

return status;

}

2.3 Flash的編程

在上面我們完成對目標區域的擦除操作后，便可以對Flash進行編程操作了。

在APM32F1的標準庫函數中給我們提供了字編程與半字編程操作。

/*!

* @brief Programs a word at a specified address.

*

* @param address:the address to be programmed.

*

* @param data: the data to be programmed.

*

* @retval Returns the flash state.It can be one of value:

* @arg FMC_STATUS_ERROR_PG

* @arg FMC_STATUS_ERROR_WRP

* @arg FMC_STATUS_COMPLETE

* @arg FMC_STATUS_TIMEOUT

*/

FMC_STATUS_T FMC_ProgramWord(uint32_t address, uint32_t data)

{

FMC_STATUS_T status = FMC_STATUS_COMPLETE;

__IOM uint32_t temp = 0;

#ifdef APM32F10X_HD

__set_PRIMASK(1);

#endif

status = FMC_WaitForLastOperation(0x000B0000);

if(status == FMC_STATUS_COMPLETE)

{

FMC->CTRL2_B.PG = BIT_SET;

*(__IOM uint16_t *)address = data;

status = FMC_WaitForLastOperation(0x000B0000);

if(status == FMC_STATUS_COMPLETE)

{

temp = address + 2;

*(__IOM uint16_t*) temp = data >> 16;

status = FMC_WaitForLastOperation(0x000B0000);

FMC->CTRL2_B.PG = BIT_RESET;

}

else

{

FMC->CTRL2_B.PG = BIT_RESET;

}

}

#ifdef APM32F10X_HD

__set_PRIMASK(0);

#endif

return status;

}

/*!

* @brief Programs a half word at a specified address.

*

* @param address:the address to be programmed.

*

* @param data: the data to be programmed.

*

* @retval Returns the flash state.It can be one of value:

* @arg FMC_STATUS_ERROR_PG

* @arg FMC_STATUS_ERROR_WRP

* @arg FMC_STATUS_COMPLETE

* @arg FMC_STATUS_TIMEOUT

*/

FMC_STATUS_T FMC_ProgramHalfWord(uint32_t address, uint16_t data)

{

FMC_STATUS_T status = FMC_STATUS_COMPLETE;

#ifdef APM32F10X_HD

__set_PRIMASK(1);

#endif

status = FMC_WaitForLastOperation(0x000B0000);

if(status == FMC_STATUS_COMPLETE)

{

FMC->CTRL2_B.PG = BIT_SET;

*(__IOM uint16_t *)address = data;

status = FMC_WaitForLastOperation(0x000B0000);

FMC->CTRL2_B.PG = BIT_RESET;

}

#ifdef APM32F10X_HD

__set_PRIMASK(0);

#endif

return status;

}

3 Flash的讀取

完成對目標區域的Flash的編程后，我們一般情況下都需要進行校驗，校驗我們寫入到Flash的實際內容與我們的期望內容是否一致。

我們可以使用直接讀取比較，或者CRC校驗的方式進行校驗。校驗的方法多種多樣，但是都離不開Flash的讀取。APM32F1的Flash讀取較為簡單，可以直接使用地址指針直接讀取相應地址的內容。

data = *(__IOM uint16_t *)address;

data = *(__IOM uint32_t *)address;

審核編輯 ：李倩