首頁 > 資源中心 > FAQ 使用 MDK 下載程序時，我們可能需要在 Debug 設(shè)置的 Flash Download 子選項卡中，選擇編程算法，不過如果我們已經(jīng)安裝了芯片包（DFP 包）以后，就可以直接得到對應(yīng)的編程算法，并不需要我們?nèi)バ薷乃?。但是在面對以下某些情況時，我們依然要掌握這一技能，
①：當(dāng)你是一個芯片包的開發(fā)者時；
②：或者你有獨(dú)特的下載需求（比如在你的程序里加一些校驗信息，更改選項字節(jié)）；
③：或者某些芯片發(fā)布的過早，還沒有對應(yīng)的芯片包時；
這些時候就需要去了解學(xué)習(xí)如何制作 FLM 文件，如圖 1 所示（以億道 Emdoor 為例）：
圖 1
二、制作FLM
（1）、如圖 2 所示，制作 FLM 所需要的 Keil 工程文件，可以在 Keil 的安裝目錄下找到，總共有 2 個地方可以找到，路徑如下所示：
①：F:Keil_MDK539ARMFlash_Template
②：F:Keil_MDK539PacksARMCMSIS5.9.0Device_Template_Flash
圖 2
（2）、進(jìn)入模版工程以后，如圖 3 可以看到，其實(shí)整個工程在結(jié)構(gòu)上只有 3 個主要文件：（如何理解并編寫 Flash 編程算法代碼請看本文最后部分）
①：FlashPrg.c
②：FlashDev.c
③：FlashOS.H
接下來，我們對這 3 個文件，逐個進(jìn)行解析。
圖 3
（3）、FlashPrg.c
在這個 C 文件里，需要我們包含一些必需的 Flash 編程函數(shù)：Init, UnInit, EraseSector, 和 ProgramPage. 然后除了這些必需函數(shù)，可以根據(jù)設(shè)備功能（或為了加快執(zhí)行速度），可以實(shí)現(xiàn) EraseChip、BlankCheck 和 Verify 功能。
這 7 個函數(shù)的功能，分別是：
Init 必需函數(shù) 初始化，并準(zhǔn)備設(shè)備以進(jìn)行 Flash 編程。
UnInit 必需函數(shù) 完成某個 Flash 編程步驟后，取消微控制器的初始化。
EraseSector 必需函數(shù) 刪除指定扇區(qū)的 Flash 內(nèi)存內(nèi)容。
ProgramPage 必需函數(shù) 將應(yīng)用程序?qū)懭氲?Flash 內(nèi)存中。
BlankCheck 可選函數(shù) 檢查并比較數(shù)據(jù)模式。
EraseChip 可選函數(shù) 刪除整個 Flash 內(nèi)存的內(nèi)容。
Verify 可選函數(shù) 將 Flash 內(nèi)存內(nèi)容與程序代碼進(jìn)行比較。
模版文件中的函數(shù)示例如圖 4 所示，可以看到，有 4 個必需函數(shù)，和 1 個 EraseChip 函數(shù)，留給我們往其中增加一些操作代碼：
圖 4
（4）、FlashDev.c
在這個 C 文件里，如圖 5 所示，里面定義了一個 FlashDevice 結(jié)構(gòu)體，這個結(jié)構(gòu)體里面的參數(shù)用途，是我們必須要知道，這是非常重要的，涉及到后續(xù)很多的操作步驟，每一行的代碼描述如下所示：
圖 5
第 29 行：FLASH_DRV_VERS, //代表驅(qū)動版本，不要輕易修改
第 30 行："New Device 256kB Flash", //設(shè)備名稱，這里其實(shí)就是在勾選 Flash 燒寫算法時，會被軟件調(diào)用并顯示的內(nèi)容，如下圖 6 所示：
圖 6
第 31 行：ONCHIP, //設(shè)備類型，片上 Flash，也有外部 Flash 選項
第 32 行：0x00000000, //設(shè)備起始地址，stm32 在這里一般就是 0x08000000
第 33 行：0x00040000, //設(shè)備大小，以字節(jié)為單位，這里是 256kB，根據(jù)實(shí)際容量填寫即可
第 34 行：1024, //編程頁面大小，因為 Flash 存儲是按照 頁（Page） 進(jìn)行編程的，頁面太小會增加管理復(fù)雜度，浪費(fèi)存儲空間。頁面太大則會導(dǎo)致小數(shù)據(jù)寫入時增加不必要的操作時間。1024 字節(jié)大小可以在寫速率和耗時之間達(dá)到良好的平衡。而且頁面越大，寫入過程中發(fā)生斷電或干擾導(dǎo)致數(shù)據(jù)出錯的概率越高；而 1024 字節(jié)大小已被證實(shí)在實(shí)際應(yīng)用中具有較高的可靠性。
第 35 行： 0, //保留位，必須為 0
第 36 行：0xFF, //擦除后內(nèi)存的初始內(nèi)容，即所有位均為 1，主要是由 Flash 的工作原理和硬件設(shè)計決定的。
第 37 行： 100, //編程頁面超時時間（單位：毫秒）防止程序陷入死循環(huán)，因為編程和擦除操作通常需要通過輪詢硬件狀態(tài)，如 Flash 的 BSY 標(biāo)志位，來判斷操作是否完成。（后續(xù)講解代碼時會有體現(xiàn)）
第 38 行： 3000, // 擦除扇區(qū)超時時間（單位：毫秒）防止程序陷入死循環(huán)，因為編程和擦除操作通常需要通過輪詢硬件狀態(tài)，如 Flash 的 BSY 標(biāo)志位，來判斷操作是否完成。（后續(xù)講解代碼時會有體現(xiàn)）
第 41 行：0x002000, 0x000000, //扇區(qū)大小 8kB（8 個扇區(qū)），第一個參數(shù)代表 8KB，第二個參數(shù)代表起始地址為 0x000000，因為第 42 行的代碼規(guī)定了 64KB 的扇區(qū)是從 0x010000 地址開始的，所以留給 8KB 的扇區(qū)只有地址為 0x000000 從 0x00FFFF 之間的空間，即 64KB，所以就有 8 個 8KB 的扇區(qū)。
第 42 行：0x010000, 0x010000, //扇區(qū)大小 64kB (2 個扇區(qū))，第一個參數(shù)代表 64KB，第二個參數(shù)代表起始地址為 0x010000，因為第 43 行的代碼規(guī)定了 8KB 的扇區(qū)是從 0x030000 地址開始的，所以留給 64KB 的扇區(qū)只有地址為 0x010000 從 0x02FFFF 之間的空間，即 128KB，所以就有 2 個 64KB 的扇區(qū)。
第 43 行：0x002000, 0x030000, //扇區(qū)大小 8kB (8 個扇區(qū))，第一個參數(shù)代表 8KB，第二個參數(shù)代表起始地址為 0x030000，因為第 33 行的代碼規(guī)定了整個設(shè)備的大小為 0x040000，所以留給 8KB 的扇區(qū)只有地址為 0x030000 從 0x03FFFF 之間的空間，即 64KB，所以就有 8 個 8KB 的扇區(qū)。
第 44 行：SECTOR_END//標(biāo)識符，用于標(biāo)記扇區(qū)配置表的結(jié)束，通常出現(xiàn)在定義 Flash 扇區(qū)大小和地址的數(shù)組或結(jié)構(gòu)體的最后一項，用于通知程序或驅(qū)動解析到此處時不再繼續(xù)解析后續(xù)數(shù)據(jù)。
（5）、FlashOS.H
這個頭文件中，如圖 7 所示，其實(shí)只是一些宏定義和函數(shù)的聲明之類，沒有什么介紹的必要了，讀懂前面兩個 C 文件以后，這個頭文件里的內(nèi)容自然就會明白了。
圖 7
（6）、了解完以上這些文件內(nèi)的代碼后，就可以著手自己編寫一個 Flash 編譯算法了，不過在編寫修改 FlashPrg，F(xiàn)lashDev 之前，我們可能需要將處理器架構(gòu)選擇并配置好，如下圖，圖 8 所示：（多目標(biāo)+ifdef 的方式即可）
圖 8
以及還要在配置中，設(shè)置位置獨(dú)立代碼，如下圖圖 9 所示：
圖 9
（7）、之后就可以調(diào)整 FlashPrg 中的編程算法，F(xiàn)lashDev 中的設(shè)備參數(shù)了。調(diào)整完算法和參數(shù)之后，可以如圖 10 所示一樣，將輸出文件的名字更改一下，方便在目錄中查找最終的文件：
圖 10
（8）、點(diǎn)擊編譯后，keil 就會在編譯完成后，調(diào)用 user 欄中的 cmd.exe /C copy "Objects%L" ".@L.FLM"命令，在項目目錄下，創(chuàng)建一個 MyDevice.FLM 文件，如圖 11 所示：
圖 11
（9）、接著把我們做好的 FLM 文件，放到 DFP 包的 Flash 路徑下，（這里直接就放在 stm32f1 系列下面了），如圖 12 所示：
圖 12
（10）、接著打開 DFP 包中的 PDSC 文件（這個文件的屬性默認(rèn)是只讀的，記得去掉勾選），路徑如下圖 13 所示：
圖 13
（11）、在 PDSC 文件中，我們可以看到所有 F1 系列芯片的 Flash 燒寫算法文件，我們?nèi)绻胍砑右粋€自己的芯片進(jìn)去，就可以在如圖 14 這里，添加并命名我們的設(shè)備，附上對應(yīng)的 FLM 文件，即可在 keil 軟件重啟后，看到我們添加的芯片了，對應(yīng)的，也可以找到我們這個芯片的 Flash 編程算法了，如圖 15 所示：
圖 14
圖 15
（12）、本文再往后面的內(nèi)容，是官網(wǎng)提供的一個簡單的編程算法示例（stm32f1 系列的 flash 編程算法，基本 90%和官網(wǎng)提供的相似，可以對照著一起看），我將對這個代碼進(jìn)行一些解讀，方便大家快速學(xué)會一個簡單的基礎(chǔ)，并借此編寫出具有更多功能的 Flash 編譯算法。
Init函數(shù)
Init 函數(shù)用于初始化微控制器以進(jìn)行 Flash 編程。當(dāng)嘗試將程序下載到 Flash 時，將調(diào)用此函數(shù)。
參數(shù)：
adr：設(shè)備基地址——clk：時鐘頻率 (以 Hz 為單位)——fnc：功能代碼
含義：
第 4 行：FLASH->ACR = 0x00000000;
FLASH->ACR 是 Flash 訪問控制寄存器（Access Control Register），用于配置 Flash 訪問的等待周期。設(shè)置為 0x00000000 表示配置 零等待狀態(tài)，即 CPU 訪問 Flash 時無需額外的等待周期。
第 7 行：FLASH->KEYR = FLASH_KEY1;
第 8 行：FLASH->KEYR = FLASH_KEY2;
寫入兩個解鎖密鑰 FLASH_KEY1 和 FLASH_KEY2 到 FLASH->KEYR（Flash 密鑰寄存器）。FLASH_KEY1 和 FLASH_KEY2 是特定的解鎖值，用于解除 Flash 寫保護(hù)；解鎖后可以對 Flash 進(jìn)行寫入或擦除操作。如果沒有正確解鎖，后續(xù)的編程或擦除操作將無法執(zhí)行。如圖 16 所示，F(xiàn)1 系列的 FLM 文件中已給出密鑰的宏定義，同樣，在 STM32F10xxx 閃存編程參考手冊中，也有記錄。
圖 16
第 11 行：if ((FLASH->OBR & 0x04) == 0x00)
FLASH->OBR 是 Flash 的選項字節(jié)寄存器（Option Byte Register），其中位 2 用于指示獨(dú)立看門狗（IWDG）的運(yùn)行模式：
如果位 2 為 0，表示 IWDG 處于硬件模式（HW mode），始終運(yùn)行。
如果位 2 為 1，表示 IWDG 處于軟件模式（SW mode），可以通過軟件控制使能或禁用。
這里主要檢查是否 IWDG 在硬件模式下運(yùn)行，如下圖 17 所示：
圖 17
第 13 行： IWDG->KR = 0x5555; // Enable write access to IWDG_PR and IWDG_RLR
第 14 行： IWDG->PR = 0x06; // Set prescaler to 256
第 15 行： IWDG->RLR = 4095; // Set reload value to 4095
這里是在配置獨(dú)立看門狗（IWDG）超時時間，如果 IWDG 在硬件模式下運(yùn)行，配置其超時時間為 約 26.2144 秒：配置了較長的超時時間以適應(yīng) Flash 編程可能需要較長時間完成。防止 IWDG 在 Flash 編程時誤觸發(fā)系統(tǒng)復(fù)位；
IWDG->KR 寫入 0x5555，是表示允許對 IWDG 的預(yù)分頻寄存器（IWDG_PR）和重裝載寄存器（IWDG_RLR）進(jìn)行寫操作。如圖 18 所示：
圖 18
IWDG->PR 寫入 0x06 是為了配置預(yù)分頻器值為 256（分頻系數(shù)為 2^8），將時鐘周期放大到較低的頻率。如圖 19 所示。
IWDG->RLR 寫入 4095 配置重裝載值為最大值 4095。如圖 20 所示。
設(shè)置完成以后，就可以根據(jù)公式，計算出 IWDG 的超時時間為：256*4096/40000=26.2144s，具體計算可以參考圖 21 所示。
圖 19
圖 20
圖 21
UnInit函數(shù)
參數(shù)：
fnc：功能代碼
含義：
第 4 行：FLASH->CR |= FLASH_LOCK;
反初始化，它的實(shí)現(xiàn)很簡單，主要完成以下任務(wù)：FLASH->CR |= FLASH_LOCK，其實(shí)就是鎖定 Flash 模塊，因為 FLASH_LOCK 是 Flash 控制寄存器（FLASH->CR）中的一個位，它的作用是鎖定 Flash 模塊，以防止未經(jīng)授權(quán)的寫操作。在鎖定狀態(tài)下，F(xiàn)lash 不允許進(jìn)行寫操作（如擦除或編程），只能進(jìn)行讀取操作。如圖 22 所示：
圖 22
EraseSector函數(shù)
函數(shù) EraseSector 刪除從參數(shù) adr 指定的地址開始的扇區(qū)的內(nèi)容。每當(dāng)使用 uVision 菜單 Flash - Erase 時，或者每當(dāng)嘗試將程序下載到 Flash 并且已在 Flash 下載設(shè)置對話框中設(shè)置了選項 Erase Sectors 時，都會調(diào)用該函數(shù)。
參數(shù)：
adr：扇區(qū)地址
含義：
第 3 行： FLASH->CR |= FLASH_PER;
啟用頁擦除功能，如圖 25 所示，F(xiàn)LASH_PER 的值在圖 23 中。
第 4 行：FLASH->AR = adr;
FLASH->AR 是一個地址寄存器，用于指定要擦除的 Flash 頁面（或扇區(qū)）的起始地址。如圖 24 所示。
第 5 行：FLASH->CR |= FLASH_STRT;
啟動擦除操作，F(xiàn)LASH_STRT 是控制寄存器中的啟動位。當(dāng)該位被置位時，F(xiàn)lash 模塊開始執(zhí)行擦除操作。Flash 硬件會根據(jù)地址寄存器的值自動確定擦除的范圍。如圖 25 所示。
圖 23
圖 24
圖 25
第 7 行： while (FLASH->SR & FLASH_BSY) {
等待擦除完成，F(xiàn)LASH_BSY 是 Flash 狀態(tài)寄存器（FLASH->SR）中的一位，表示 Flash 當(dāng)前正在執(zhí)行擦除或編程操作。通過循環(huán)檢查該位，程序可以等待擦除操作完成。如圖 26 所示。
圖 26
第 8 行： IWDG->KR = 0xAAAA;
在循環(huán)中，使用 IWDG->KR = 0xAAAA 喂狗，避免擦除時間過長觸發(fā)看門狗復(fù)位（IWDG 是獨(dú)立看門狗模塊）。如圖 27 所示。
圖 27
第 11 行：FLASH->CR &= ~FLASH_PER;
關(guān)閉頁擦除功能，如圖 25 所示，擦除操作完成后，將 FLASH_PER 位清零，關(guān)閉頁面擦除模式，防止后續(xù)誤操作。FLASH_PER 的值在圖 23 中。
ProgramPage函數(shù)
ProgramPage 函數(shù)用于將數(shù)據(jù)寫入 Flash 存儲器。它在下載程序到 Flash 時被調(diào)用。由于 Flash 存儲器通常按塊或頁組織，因此函數(shù) ProgramPage 的參數(shù)不能跨越這些 Flash 頁的對齊邊界。頁大小由結(jié)構(gòu)體 FlashDevice 的 ProgramPageSize 值指定。
參數(shù)：
adr 頁的起始地址——sz 頁的大小——buf 待寫入的數(shù)據(jù)
含義：
第 3 行：sz = (sz + 1) & ~1;
Flash 的編程單元是 半字（16 位，2 字節(jié)），因此寫入的大小 sz 必須是偶數(shù)。如果輸入的大小是奇數(shù)，通過 (sz + 1) & ~1 向上對齊為偶數(shù)。
第 5 行： while (sz) {
循環(huán)寫入數(shù)據(jù)，循環(huán)處理輸入緩沖區(qū)的每個半字，直到所有數(shù)據(jù)寫入完成。
第 7 行：FLASH->CR |= FLASH_PG;
啟用編程功能 ，F(xiàn)LASH_PG 是控制寄存器中的一位，用于啟用 Flash 編程模式。在寫入數(shù)據(jù)之前，必須啟用此功能。如圖 28 所示。
圖 28
第 9 行：M16(adr) = *((unsigned short *)buf);
M16(adr) 是一個宏，用于訪問指定地址處的 16 位（半字）數(shù)據(jù)，如圖 29 所示。等號右邊將緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)（2 字節(jié)，前面提到過）強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為 unsigned short 類型，然后寫入到目標(biāo)地址。寫入操作會自動觸發(fā) Flash 的編程機(jī)制。
圖 29
第 10 行：while (FLASH->SR & FLASH_BSY);
等待編程完成（不再多說，前面有類似的提到過）
第 12 行：FLASH->CR &= ~FLASH_PG;
禁用編程功能（不再多說，前面有類似的提到過）
第 15 行：if (FLASH->SR & (FLASH_PGERR | FLASH_WRPRTERR)) {
第 16 行：FLASH->SR |= FLASH_PGERR | FLASH_WRPRTERR;
第 17 行：return (1);
如果狀態(tài)寄存器中存在以下錯誤標(biāo)志，則說明寫入失?。喝鐖D 30 和 31 所示
FLASH_PGERR：編程錯誤，可能是寫入地址不對齊。
FLASH_WRPRTERR：寫保護(hù)錯誤，目標(biāo)區(qū)域被保護(hù)，無法寫入。
即：如果發(fā)生錯誤，清除錯誤標(biāo)志并返回 1 表示失敗。
圖 30
圖 31
第 21 行： adr += 2;
第 22 行： buf += 2;
第 23 行： sz -= 2;
這一段其實(shí)就是循環(huán)移動到下一個半字地址，更新目標(biāo)地址 adr，緩沖區(qū)指針 buf，以及剩余大小 sz：
即：地址加 2 字節(jié)（一個半字）、緩沖區(qū)指針移動到下一個 2 字節(jié)數(shù)據(jù)、寫入大小減少 2 字節(jié)。
三、討論分析
問 ①：任何版本的 MDK 都可以制作 FLM 文件嗎？
答 ①：MDK-Lite 不支持創(chuàng)建 Flash 編程算法。如圖 32 所示：
圖 32
四、結(jié)論
本文詳細(xì)的介紹了 Flash 編程算法，主要講解了如何制作和使用 FLM 文件。以及詳細(xì)的算法代碼解析，通過這篇文檔，芯片開發(fā)者可以更好地理解如何進(jìn)行 Flash 編程操作。對應(yīng)本文開頭，可以方便想要制作 pack 包的開發(fā)人員，做一些獨(dú)特下載的開發(fā)人員，和盡快上手調(diào)試未上市的高新芯片，都有極大的幫助。
