msp430超低功耗單片機(jī)原理與應(yīng)用部門已加密311編程

1、 3.11 Flash編程主要內(nèi)容 嵌入式系統(tǒng)中存儲(chǔ)器介紹 嵌入式系統(tǒng)中常用存儲(chǔ)器分類 Flash 存儲(chǔ)器介紹 變量的物理存儲(chǔ) MSP430存儲(chǔ)器介紹 Flash 存儲(chǔ)器讀寫操作 Flash 存儲(chǔ)器分段結(jié)構(gòu) Flash 存儲(chǔ)器寄存器嵌入式系統(tǒng)中常用存儲(chǔ)器分類RAM 存儲(chǔ)器掉電后數(shù)據(jù)丟失靜態(tài)RAM（SRAM）動(dòng)態(tài)RAM（DRAM）ROM 存儲(chǔ)器掉電后數(shù)據(jù)不會(huì)丟失PROMEPROMEEPROMFlash存儲(chǔ)器電擦寫、讀寫速度快，掉電后數(shù)據(jù)不會(huì)丟失NandFlashNorFlashFlash特點(diǎn)在對(duì)Flash存儲(chǔ)器進(jìn)行寫操作時(shí)，可以以字節(jié)或字為單位進(jìn)行寫操作，但對(duì)Flash存儲(chǔ)器進(jìn)行擦除操作時(shí)，必須

2、以段為單位進(jìn)行擦除。換句話說(shuō)，即使要改變存儲(chǔ)器中某個(gè)地址處的字節(jié)內(nèi)容，也必須首先將該字節(jié)所在的段先擦除，然后再將該地址的字節(jié)內(nèi)容寫入，由于擦除操作會(huì)擦掉整段的內(nèi)容，所以建議將有用的內(nèi)容先保存到RAM中，然后再進(jìn)行擦除操作。擦除后Flash存儲(chǔ)器的值為邏輯1。每一位可以單獨(dú)通過(guò)編程，從1變到0，但是要將其重新編程從0到1需要擦除操作。 變量的物理存儲(chǔ) 全局變量或常量放在Flash里，局部變量放在RAM區(qū)域中，程序段放在flash中，程序開(kāi)始運(yùn)行時(shí)，放到RAM中運(yùn)行，從flash的主存儲(chǔ)區(qū)第一段開(kāi)放存放程序和全局變量，這個(gè)存放位置是可以設(shè)定的，所以想利用Flash空間進(jìn)行讀寫時(shí)，必須繞開(kāi)操作程序存

3、儲(chǔ)段。MSP430 Flash存儲(chǔ)器特征 內(nèi)部的編程電壓發(fā)生器 可字節(jié)、字（2個(gè)字節(jié)）、 長(zhǎng)字（4個(gè)字節(jié)）編程 超低功耗運(yùn)作 段擦除、扇區(qū)擦除和全部擦除 邊沿0、邊沿1讀模式 在程序運(yùn)行時(shí)對(duì)別的塊進(jìn)行擦除操作。 FLASH模塊邏輯圖模塊邏輯圖FLASH結(jié)構(gòu) Flash存儲(chǔ)器分為主存儲(chǔ)區(qū)、信息存儲(chǔ)區(qū)和引導(dǎo)加載存儲(chǔ)器（BSL）。 每個(gè)主存儲(chǔ)區(qū)段大小為512 個(gè)字節(jié)。 有四個(gè)信息存儲(chǔ)段，A到D。每個(gè)信息存儲(chǔ)段包含128個(gè)字節(jié)，并且可以單獨(dú)擦除。 引導(dǎo)加載存儲(chǔ)器（BSL）包含4個(gè)段，A到D。每個(gè)引導(dǎo)加載段有512個(gè)字節(jié)，并且可以單獨(dú)擦除。通過(guò)引導(dǎo)加載程序（BSL）對(duì)FLASH存儲(chǔ)器編程 每個(gè)MSP43

4、0 Flash型芯片都包含一個(gè)引導(dǎo)加載區(qū)（BSL）。BSL允許用戶使 用UART串行接口對(duì)Flash存儲(chǔ)器或RAM進(jìn)行讀取或編程操作。用戶自定義的 256 位口令可以保護(hù)通過(guò)BSL對(duì)Flash 存儲(chǔ)器的訪問(wèn)。MSP430F663x系列單片機(jī)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)圖Flash特性 (1/2) Flash存儲(chǔ)器通過(guò)BLKWRT，WRT，MERAS和ERASE 位選擇寫入/擦除模式： 字節(jié)/字/長(zhǎng)字（32位）寫入 塊寫入 段擦除 扇區(qū)擦除（針對(duì)主存儲(chǔ)區(qū)） 主存擦除（所有的主存儲(chǔ)扇區(qū)） 當(dāng)擦除扇區(qū)時(shí)讀（除了從當(dāng)前的扇區(qū)讀） Flash特性 (2/2)MERASERASE擦除模式 0 1 段擦除 10空寫地址選擇

5、的扇區(qū)擦除（一個(gè)扇區(qū)） 11主存擦除（所有的存儲(chǔ)扇區(qū)，信息存儲(chǔ)區(qū)A到D以及引導(dǎo)裝載段A到D不被擦除） 從Flash存儲(chǔ)區(qū)啟動(dòng)擦除操作 從RAM區(qū)啟動(dòng)擦除操作 Flash存儲(chǔ)器寫操作 可以通過(guò)WRT和BLKWRT位來(lái)選擇寫模式從FLASH存儲(chǔ)器中啟動(dòng)字/字節(jié)寫入從RAM區(qū)中啟動(dòng)字/字節(jié)寫入從FLASH存儲(chǔ)器中啟動(dòng)長(zhǎng)字寫入 從RAM區(qū)啟動(dòng)長(zhǎng)字寫入Flash存儲(chǔ)寄存器寄存器名稱縮寫訪問(wèn)初始狀態(tài)偏移地址Flash存儲(chǔ)控制寄存器1 FCTL1讀/寫9600h0000hFlash存儲(chǔ)控制寄存器3FCTL3讀/寫9658h0004hFlash存儲(chǔ)控制寄存器4FCTL4 讀/寫9600h0006h中斷使能1

6、IE1 讀/寫0000h000Ah中斷標(biāo)志1IFG1 讀/寫0000h 000Ch MSP430F5xx6xx系列單片機(jī)的Flash存儲(chǔ)寄存器如下表所列?；刂房梢栽诰唧w芯片的數(shù)據(jù)手冊(cè)里面找到，下表給出偏移地址。 配置和訪問(wèn)Flash存儲(chǔ)控制器 FCTLx寄存器是一個(gè)16位的，具有密碼保護(hù)的讀/寫寄存器。讀或?qū)懺L問(wèn)時(shí)必須使用字指令，寫操作時(shí)高字節(jié)內(nèi)必須包括寫入密碼0A5h。對(duì)任何FCTLx寄存器寫入0A5h以外的其他值，將引起密鑰錯(cuò)誤，KEYV標(biāo)志將置位，產(chǎn)生一個(gè)PUC系統(tǒng)復(fù)位。讀取任何FCTLx寄存器高字節(jié)的結(jié)果為096h。 在擦除或字節(jié)/字/雙字寫入操作期間，對(duì)FCTL1的寫操作都是非法操

7、作，ACCVIFG將置位。在塊寫入模式下，WAIT = 1 時(shí)，允許對(duì)FCTL1進(jìn)行寫操作，但是當(dāng)WAIT = 0 時(shí)，對(duì)FCTL1的寫操作為非法操作，ACCVIFG置位。 當(dāng)BUSY = 1 時(shí)，對(duì)FCTL2的任何寫入操作是非法操作。 當(dāng)BUSY = 1 時(shí)，可以讀FCTLx寄存器。讀操作不會(huì)產(chǎn)生非法訪問(wèn)。 寫入或者擦除期間訪問(wèn)Flash存儲(chǔ)器 當(dāng)BUSY = 1時(shí)，從RAM區(qū)啟動(dòng)寫入或擦除操作，CPU可能不會(huì)在任何Flash 位置進(jìn)行寫操作。否則，將發(fā)生非法訪問(wèn)，ACCVIFG位置位，結(jié)果不可預(yù)料。 當(dāng)寫操作從Flash存儲(chǔ)器內(nèi)啟動(dòng)時(shí)，在寫周期完成后（BUSY = 0）,CPU將繼續(xù)取下一

8、指令。 當(dāng)寫操作完成且BUSY = 0 時(shí)，F(xiàn)lash控制器才允許CPU取出操作代碼，繼續(xù)執(zhí)行代碼。位1514131211109 8功能FRKEY 讀密碼是96h,寫時(shí)必須為A5h FLASH控制寄存器1 （FCTL1）位76543210功能BLKWRWRTSWRT保留保留MERASERASE 保留 0 1 字節(jié)/字寫 1 0 長(zhǎng)字寫 1 1 長(zhǎng)字塊寫 位1514131211109 8功能FRKEY 讀密碼是96h,寫時(shí)必須為A5h FLASH控制寄存器1 （FCTL1）位76543210功能BLKWRWRTSWRT保留保留MERASERASE 保留 智能寫位。假如該位置位，編程時(shí)間會(huì)縮短了。

9、編程質(zhì)量必須由邊沿讀模式檢查確認(rèn)。 位1514131211109 8功能FRKEY 讀密碼是96h,寫時(shí)必須為A5h FLASH控制寄存器1 （FCTL1）位76543210功能BLKWRWRTSWRT保留保留MERASERASE 保留 沒(méi)有擦除操作 0 0 段擦除 0 1 扇區(qū)擦除 1 0 全部擦除（包括主FLASH和信息段） 1 1 位1514131211109 8功能FRKEY 讀密碼是96h,寫時(shí)必須為A5h FLASH控制寄存器3 （FCTL3）位76543210功能保留LOCKA保留 LOCKWAITACCVIFKEYV BUSY鎖信息A段。對(duì)該位寫1能改變?cè)撐粻顟B(tài)。寫0無(wú)效。 0

10、 信息A、B、C、D、被解鎖。 1 信息A段被寫保護(hù)。 位1514131211109 8功能FRKEY 讀密碼是96h,寫時(shí)必須為A5h FLASH控制寄存器3 （FCTL3）位76543210功能保留LOCKA保留 LOCKWAITACCVIFKEYV BUSY0 解鎖 1 鎖定鎖。該位對(duì)FLASH的寫和擦除操作進(jìn)行解鎖。該位可以字/字節(jié)寫的任意時(shí)刻置位。在快寫模式中，當(dāng)BLKWRT=WAIT=1，LOCK置位的話，BLKWRT和WAIT會(huì)立即復(fù)位，該模式正常終止。 位1514131211109 8功能FRKEY 讀密碼是96h,寫時(shí)必須為A5h FLASH控制寄存器3 （FCTL3）位76

11、543210功能保留LOCKA保留 LOCKWAITACCVIFKEYV BUSY 非法訪問(wèn)中斷標(biāo)志 1 沒(méi)有中斷產(chǎn)生 2 中斷產(chǎn)生 位1514131211109 8功能FRKEY 讀密碼是96h,寫時(shí)必須為A5h FLASH控制寄存器3 （FCTL3）位76543210功能保留LOCKA保留 LOCKWAITACCVIFKEYV BUSY FCTLx密碼寫入正確 0 FCTLx密碼寫入不正確 1 Flash安全鍵值出錯(cuò)。該位指示了一個(gè)不正確的FCTLx安全鍵值被寫入到flash控制寄存器中，KEYV會(huì)置位。并觸發(fā)PUC。KEYV位必須被軟件復(fù)位。 位1514131211109 8功能FRKE

12、Y 讀密碼是96h,寫時(shí)必須為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 忙標(biāo)志位。該位指示是否Flash正忙于當(dāng)前的擦除或者編程。 位1514131211109 8功能FRKEY 讀密碼是96h,寫時(shí)必須為A5h FLASH控制寄存器4 （FCTL4）位76543210功能LOCKINFO保留MRG1MRG0保留VPE 信息段鎖定。如果該位置位，信息存儲(chǔ)區(qū)不能在段擦除模式下擦除，也不能夠被寫入。位1514131211109 8功能FRKEY 讀密碼是96h,寫時(shí)必須為A5h FLAS

13、H控制寄存器4 （FCTL4）位76543210功能LOCKINFO保留MRG1MRG0保留VPE 0 邊沿1讀模式禁止 1 邊沿1讀模式使能 邊沿讀1模式。該位使能邊沿讀1模式。僅僅當(dāng)從Flash存儲(chǔ)區(qū)讀時(shí)，邊沿讀1位才是有效的。在存取周期內(nèi)，邊沿模式自動(dòng)關(guān)閉。如果MRG1和MRG0都置位，則MRG1有效MRG0被忽略。 位1514131211109 8功能FRKEY 讀密碼是96h,寫時(shí)必須為A5h FLASH控制寄存器4 （FCTL4）位76543210功能LOCKINFO保留MRG1MRG0保留VPE 0 邊沿0讀模式禁止 1 邊沿0讀模式使能 邊沿讀0模式。該位使能邊沿讀0模式。僅僅

14、當(dāng)從Flash存儲(chǔ)區(qū)讀時(shí)，邊沿讀0位才是有效的。在存取周期內(nèi)，邊沿模式自動(dòng)關(guān)閉。如果MRG1和MRG0都置位，則MRG1有效，MRG0被忽略。 位1514131211109 8功能FRKEY 讀密碼是96h,寫時(shí)必須為A5h FLASH控制寄存器4 （FCTL4）位76543210功能LOCKINFO保留MRG1MRG0保留VPE 編程錯(cuò)誤期間變化的電壓。該位被軟件置位，只能被軟件清除。如果在編程期間DVCC改變很大，該位置位指示一個(gè)無(wú)效的結(jié)果。如果VPE置位，則ACCVIFG位置位。 位1514131211109 8功能FRKEY 讀密碼是96h,寫時(shí)必須為A5h FLASH控制寄存器4 （

15、FCTL4）位76543210功能LOCKINFO保留MRG1MRG0保留VPE 信息段鎖定。如果該位置位，信息存儲(chǔ)區(qū)不能在段擦除模式下擦除，也不能夠被寫入。示例1 實(shí)現(xiàn)對(duì)SegD進(jìn)行擦除和寫入數(shù)據(jù)操作，將value值寫入SegD的指定地址。 本實(shí)驗(yàn)用兩種編程方式實(shí)現(xiàn)： 直接操作寄存器 使用官方庫(kù)函數(shù)driverlib示例1：操作寄存器void main(void) / 初始化FLASH信息段SegD的指針，該指針指向Flash地址0 x1800 unsigned long * FLASH_ptrD = (unsigned long *) 0 x1800; unsigned long valu

16、e = 0 x12345678; WDTCTL = WDTPW+WDTHOLD; / 關(guān)閉看門狗 While(FCTL3 & BUSY); / 判斷是否處于忙碌狀態(tài) FCTL3 = FWKEY; / 清除LOCK標(biāo)志 FCTL1 = FWKEY+ERASE; / 置位ERASE位，選擇段擦除 *FLASH_ptrD = 0; / 空寫操作，地址可以為段范圍內(nèi)的任意值 FCTL1 = FWKEY+BLKWRT; / 寫允許，長(zhǎng)字 *FLASH_ptrD = value; / 寫FLASH While(FCTL3 & BUSY); / 判斷是否處于忙碌狀態(tài) FCTL1 = FWKE

17、Y; / 清除WRT位 FCTL3 = FWKEY+LOCK; / 置位LOCK標(biāo)志 示例1：庫(kù)函數(shù)編程（1/2）/ 初始化FLASH信息段SegD的指針，該指針指向Flash地址0 x1800，可以試試把0 x1800改成0 x18000unsigned long * FLASH_ptrD = (unsigned long *) 0 x1800;unsigned long value = 0 x12345678;void main (void) unsigned int status; / 關(guān)閉看門狗定時(shí)器 WDT_hold(_MSP430_BASEADDRESS_WDT_A_); 示例1：

18、庫(kù)函數(shù)編程（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);/ 寫FLASH長(zhǎng)字Flash_write32( _MSP430_BASEADDRESS_FLASH_, &value, (unsigned long *)(FLASH_ptrD), 1 );示例2 (1/2) 實(shí)現(xiàn)不同Seg之間的數(shù)據(jù)拷貝，首先把遞增的數(shù)據(jù)寫入SegC，然后實(shí)現(xiàn)將SegC的數(shù)據(jù)拷貝至SegD。 本實(shí)驗(yàn)用兩種編程方式實(shí)現(xiàn)： 直接操作寄存器 使用官方庫(kù)函數(shù)driverlib示例2 (2/2)#define NumToWrite 128/ 初始化FLASH信息段SegC與SegD的指針uint8_t *FLASH_ptrC = (uint8_