msp430超低功耗单片机原理与应用部门已加密311编程

1、 3.11 Flash编程主要内容 嵌入式系统中存储器介绍 嵌入式系统中常用存储器分类 Flash 存储器介绍 变量的物理存储 MSP430存储器介绍 Flash 存储器读写操作 Flash 存储器分段结构 Flash 存储器寄存器嵌入式系统中常用存储器分类RAM 存储器掉电后数据丢失静态RAM（SRAM）动态RAM（DRAM）ROM 存储器掉电后数据不会丢失PROMEPROMEEPROMFlash存储器电擦写、读写速度快，掉电后数据不会丢失NandFlashNorFlashFlash特点在对Flash存储器进行写操作时，可以以字节或字为单位进行写操作，但对Flash存储器进行擦除操作时，必须

2、以段为单位进行擦除。换句话说，即使要改变存储器中某个地址处的字节内容，也必须首先将该字节所在的段先擦除，然后再将该地址的字节内容写入，由于擦除操作会擦掉整段的内容，所以建议将有用的内容先保存到RAM中，然后再进行擦除操作。擦除后Flash存储器的值为逻辑1。每一位可以单独通过编程，从1变到0，但是要将其重新编程从0到1需要擦除操作。 变量的物理存储 全局变量或常量放在Flash里，局部变量放在RAM区域中，程序段放在flash中，程序开始运行时，放到RAM中运行，从flash的主存储区第一段开放存放程序和全局变量，这个存放位置是可以设定的，所以想利用Flash空间进行读写时，必须绕开操作程序存

3、储段。MSP430 Flash存储器特征 内部的编程电压发生器 可字节、字（2个字节）、 长字（4个字节）编程 超低功耗运作 段擦除、扇区擦除和全部擦除 边沿0、边沿1读模式 在程序运行时对别的块进行擦除操作。 FLASH模块逻辑图模块逻辑图FLASH结构 Flash存储器分为主存储区、信息存储区和引导加载存储器（BSL）。 每个主存储区段大小为512 个字节。 有四个信息存储段，A到D。每个信息存储段包含128个字节，并且可以单独擦除。 引导加载存储器（BSL）包含4个段，A到D。每个引导加载段有512个字节，并且可以单独擦除。通过引导加载程序（BSL）对FLASH存储器编程 每个MSP43

4、0 Flash型芯片都包含一个引导加载区（BSL）。BSL允许用户使 用UART串行接口对Flash存储器或RAM进行读取或编程操作。用户自定义的 256 位口令可以保护通过BSL对Flash 存储器的访问。MSP430F663x系列单片机的存储器结构图Flash特性 (1/2) Flash存储器通过BLKWRT，WRT，MERAS和ERASE 位选择写入/擦除模式： 字节/字/长字（32位）写入 块写入 段擦除 扇区擦除（针对主存储区） 主存擦除（所有的主存储扇区） 当擦除扇区时读（除了从当前的扇区读） Flash特性 (2/2)MERASERASE擦除模式 0 1 段擦除 10空写地址选择

5、的扇区擦除（一个扇区） 11主存擦除（所有的存储扇区，信息存储区A到D以及引导装载段A到D不被擦除） 从Flash存储区启动擦除操作 从RAM区启动擦除操作 Flash存储器写操作 可以通过WRT和BLKWRT位来选择写模式从FLASH存储器中启动字/字节写入从RAM区中启动字/字节写入从FLASH存储器中启动长字写入 从RAM区启动长字写入Flash存储寄存器寄存器名称缩写访问初始状态偏移地址Flash存储控制寄存器1 FCTL1读/写9600h0000hFlash存储控制寄存器3FCTL3读/写9658h0004hFlash存储控制寄存器4FCTL4 读/写9600h0006h中断使能1

6、IE1 读/写0000h000Ah中断标志1IFG1 读/写0000h 000Ch MSP430F5xx6xx系列单片机的Flash存储寄存器如下表所列。基地址可以在具体芯片的数据手册里面找到，下表给出偏移地址。 配置和访问Flash存储控制器 FCTLx寄存器是一个16位的，具有密码保护的读/写寄存器。读或写访问时必须使用字指令，写操作时高字节内必须包括写入密码0A5h。对任何FCTLx寄存器写入0A5h以外的其他值，将引起密钥错误，KEYV标志将置位，产生一个PUC系统复位。读取任何FCTLx寄存器高字节的结果为096h。 在擦除或字节/字/双字写入操作期间，对FCTL1的写操作都是非法操

7、作，ACCVIFG将置位。在块写入模式下，WAIT = 1 时，允许对FCTL1进行写操作，但是当WAIT = 0 时，对FCTL1的写操作为非法操作，ACCVIFG置位。 当BUSY = 1 时，对FCTL2的任何写入操作是非法操作。 当BUSY = 1 时，可以读FCTLx寄存器。读操作不会产生非法访问。 写入或者擦除期间访问Flash存储器 当BUSY = 1时，从RAM区启动写入或擦除操作，CPU可能不会在任何Flash 位置进行写操作。否则，将发生非法访问，ACCVIFG位置位，结果不可预料。 当写操作从Flash存储器内启动时，在写周期完成后（BUSY = 0）,CPU将继续取下一

8、指令。 当写操作完成且BUSY = 0 时，Flash控制器才允许CPU取出操作代码，继续执行代码。位1514131211109 8功能FRKEY 读密码是96h,写时必须为A5h FLASH控制寄存器1 （FCTL1）位76543210功能BLKWRWRTSWRT保留保留MERASERASE 保留 0 1 字节/字写 1 0 长字写 1 1 长字块写 位1514131211109 8功能FRKEY 读密码是96h,写时必须为A5h FLASH控制寄存器1 （FCTL1）位76543210功能BLKWRWRTSWRT保留保留MERASERASE 保留 智能写位。假如该位置位，编程时间会缩短了。

9、编程质量必须由边沿读模式检查确认。 位1514131211109 8功能FRKEY 读密码是96h,写时必须为A5h FLASH控制寄存器1 （FCTL1）位76543210功能BLKWRWRTSWRT保留保留MERASERASE 保留 没有擦除操作 0 0 段擦除 0 1 扇区擦除 1 0 全部擦除（包括主FLASH和信息段） 1 1 位1514131211109 8功能FRKEY 读密码是96h,写时必须为A5h FLASH控制寄存器3 （FCTL3）位76543210功能保留LOCKA保留 LOCKWAITACCVIFKEYV BUSY锁信息A段。对该位写1能改变该位状态。写0无效。 0

10、 信息A、B、C、D、被解锁。 1 信息A段被写保护。 位1514131211109 8功能FRKEY 读密码是96h,写时必须为A5h FLASH控制寄存器3 （FCTL3）位76543210功能保留LOCKA保留 LOCKWAITACCVIFKEYV BUSY0 解锁 1 锁定锁。该位对FLASH的写和擦除操作进行解锁。该位可以字/字节写的任意时刻置位。在快写模式中，当BLKWRT=WAIT=1，LOCK置位的话，BLKWRT和WAIT会立即复位，该模式正常终止。 位1514131211109 8功能FRKEY 读密码是96h,写时必须为A5h FLASH控制寄存器3 （FCTL3）位76

11、543210功能保留LOCKA保留 LOCKWAITACCVIFKEYV BUSY 非法访问中断标志 1 没有中断产生 2 中断产生 位1514131211109 8功能FRKEY 读密码是96h,写时必须为A5h FLASH控制寄存器3 （FCTL3）位76543210功能保留LOCKA保留 LOCKWAITACCVIFKEYV BUSY FCTLx密码写入正确 0 FCTLx密码写入不正确 1 Flash安全键值出错。该位指示了一个不正确的FCTLx安全键值被写入到flash控制寄存器中，KEYV会置位。并触发PUC。KEYV位必须被软件复位。 位1514131211109 8功能FRKE

12、Y 读密码是96h,写时必须为A5h FLASH控制寄存器3 （FCTL3）位76543210功能保留LOCKA保留 LOCKWAITACCVIFKEYV BUSY 不忙 0 忙 1 忙标志位。该位指示是否Flash正忙于当前的擦除或者编程。 位1514131211109 8功能FRKEY 读密码是96h,写时必须为A5h FLASH控制寄存器4 （FCTL4）位76543210功能LOCKINFO保留MRG1MRG0保留VPE 信息段锁定。如果该位置位，信息存储区不能在段擦除模式下擦除，也不能够被写入。位1514131211109 8功能FRKEY 读密码是96h,写时必须为A5h FLAS

13、H控制寄存器4 （FCTL4）位76543210功能LOCKINFO保留MRG1MRG0保留VPE 0 边沿1读模式禁止 1 边沿1读模式使能 边沿读1模式。该位使能边沿读1模式。仅仅当从Flash存储区读时，边沿读1位才是有效的。在存取周期内，边沿模式自动关闭。如果MRG1和MRG0都置位，则MRG1有效MRG0被忽略。 位1514131211109 8功能FRKEY 读密码是96h,写时必须为A5h FLASH控制寄存器4 （FCTL4）位76543210功能LOCKINFO保留MRG1MRG0保留VPE 0 边沿0读模式禁止 1 边沿0读模式使能 边沿读0模式。该位使能边沿读0模式。仅仅

14、当从Flash存储区读时，边沿读0位才是有效的。在存取周期内，边沿模式自动关闭。如果MRG1和MRG0都置位，则MRG1有效，MRG0被忽略。 位1514131211109 8功能FRKEY 读密码是96h,写时必须为A5h FLASH控制寄存器4 （FCTL4）位76543210功能LOCKINFO保留MRG1MRG0保留VPE 编程错误期间变化的电压。该位被软件置位，只能被软件清除。如果在编程期间DVCC改变很大，该位置位指示一个无效的结果。如果VPE置位，则ACCVIFG位置位。 位1514131211109 8功能FRKEY 读密码是96h,写时必须为A5h FLASH控制寄存器4 （

15、FCTL4）位76543210功能LOCKINFO保留MRG1MRG0保留VPE 信息段锁定。如果该位置位，信息存储区不能在段擦除模式下擦除，也不能够被写入。示例1 实现对SegD进行擦除和写入数据操作，将value值写入SegD的指定地址。 本实验用两种编程方式实现： 直接操作寄存器 使用官方库函数driverlib示例1：操作寄存器void main(void) / 初始化FLASH信息段SegD的指针，该指针指向Flash地址0 x1800 unsigned long * FLASH_ptrD = (unsigned long *) 0 x1800; unsigned long valu

16、e = 0 x12345678; WDTCTL = WDTPW+WDTHOLD; / 关闭看门狗 While(FCTL3 & BUSY); / 判断是否处于忙碌状态 FCTL3 = FWKEY; / 清除LOCK标志 FCTL1 = FWKEY+ERASE; / 置位ERASE位，选择段擦除 *FLASH_ptrD = 0; / 空写操作，地址可以为段范围内的任意值 FCTL1 = FWKEY+BLKWRT; / 写允许，长字 *FLASH_ptrD = value; / 写FLASH While(FCTL3 & BUSY); / 判断是否处于忙碌状态 FCTL1 = FWKE

17、Y; / 清除WRT位 FCTL3 = FWKEY+LOCK; / 置位LOCK标志 示例1：库函数编程（1/2）/ 初始化FLASH信息段SegD的指针，该指针指向Flash地址0 x1800，可以试试把0 x1800改成0 x18000unsigned long * FLASH_ptrD = (unsigned long *) 0 x1800;unsigned long value = 0 x12345678;void main (void) unsigned int status; / 关闭看门狗定时器 WDT_hold(_MSP430_BASEADDRESS_WDT_A_); 示例1：

18、库函数编程（2/2） / 擦除FLASH Info D段do Flash_segmentErase( _MSP430_BASEADDRESS_FLASH_, (unsigned int *)FLASH_ptrD ); status = Flash_eraseCheck( _MSP430_BASEADDRESS_FLASH_, (unsigned int *)FLASH_ptrD, 128 ); while (status = STATUS_FAIL);/ 写FLASH长字Flash_write32( _MSP430_BASEADDRESS_FLASH_, &value, (unsigned long *)(FLASH_ptrD), 1 );示例2 (1/2) 实现不同Seg之间的数据拷贝，首先把递增的数据写入SegC，然后实现将SegC的数据拷贝至SegD。 本实验用两种编程方式实现： 直接操作寄存器 使用官方库函数driverlib示例2 (2/2)#define NumToWrite 128/ 初始化FLASH信息段SegC与SegD的指针uint8_t *FLASH_ptrC = (uint8_