關(guān)于Msp430 Flash型單片機(jī)內(nèi)部Flash的操作
1 Msp430Flash型單片機(jī)內(nèi)部Flash存儲器介紹
MSP430的Flash存儲器是可位、字節(jié)、字尋址和編程的存儲器。該模塊由一個集成控制器來控制編程和擦除的操作。控制器包括三個寄存器，一個時序發(fā)生器及一個提供編程、擦除電壓的電壓發(fā)生器。
Msp430的Flash存儲器的特點(diǎn)有：
1）產(chǎn)生內(nèi)部編程電壓
2）可位、字節(jié)、字編程，可以單個操作，也可以連續(xù)多個操作
3）超低功耗操作
4）支持段擦除和多段模塊擦除
2 Flash存儲器的分割
Msp430 Flash存儲器分成多個段。可對其進(jìn)行單個字節(jié)、字的寫入，也可以進(jìn)行連續(xù)多個字、字節(jié)的寫入操作，但是最小的擦除單位是段。
Flash存儲器被分割成兩部分：主存儲器和信息存儲器，兩者在操作上沒有什么區(qū)別。兩部分的區(qū)別在于段的大小和物理地址的不同。
以Msp430F149為例，信息存儲器有兩個128字節(jié)的段，即segmentA和segmentB，主存儲器有多個512字節(jié)的段。Msp430F149內(nèi)部Flash的地址為0x1000H~0xFFFFH，計60K。信息段SegA的起始地址為0x1080H，信息段SegB的起始地址為0x1000H。
3 Flash存儲器的操作
在默認(rèn)狀態(tài)下，處于讀操作模式。在讀操作模式中，F(xiàn)lash存儲器不能被擦除和寫入，時序發(fā)生器和電壓發(fā)生被關(guān)閉，存儲器操作指向ROM區(qū)。
Msp430 Flash存儲器在系統(tǒng)編程ISP（in-system programmable）不需要額外的外部電壓。CPU能夠?qū)lash直接編程。Flash存儲器的寫入/擦除通過BLKWRT、WRT、MERAS、ERASE等位確定。
3.1擦除
Flash存儲器各位的缺省值為1，每一位都可以單獨(dú)編程為0，但只有擦除操作才能將其恢復(fù)為1。擦除操作的最小單位是段。通過erase和meras位設(shè)置可選擇3種擦除模式。
擦除操作開始于對擦除的地址范圍內(nèi)的任意位置執(zhí)行一次空寫入?？諏懭氲哪康氖菃訒r序發(fā)生器和擦除操作。在空寫入操作之后，BUSY位自動置位，并保持到擦除周期結(jié)束。BUSY、MERAS、ERASE在擦除周期結(jié)束后自動復(fù)位。
3.2寫入
寫入模式由WRT和BLKWRT位進(jìn)行設(shè)置。
所有的寫入模式使用一系列特有的寫入命令，采用塊寫入的速度大約是單個寫入的2倍，因?yàn)殡妷喊l(fā)生器在塊寫入完成器件均能保持。對于這兩種寫入模式，任何能修改目的操作數(shù)的指令均能用于修改地址。一個Flash字不能再擦除器件進(jìn)行兩次以上的寫入。
當(dāng)啟動寫入操作時，BUSY置位，寫入結(jié)束時復(fù)位。
4操作編程
4.1 Flash擦除
對Flash要寫入數(shù)據(jù)，必須先擦除相應(yīng)的段，且對Flash存儲器的擦除必須是整段進(jìn)行的，可以一段一段擦，也可以多段一起擦除。擦除操作的順序如下：
1）選擇適當(dāng)?shù)臅r鐘源和分頻因子；
2）清除LOCK位
3）判斷BUSY位，只有當(dāng)BUSY=0時才可以執(zhí)行下一步
4）使能段操作，設(shè)置ERASE、MERAS位等（如果是擦除一段，則ERASE=1，如果擦除多段，則MERAS=1，如果擦除整個Flash，則ERASE=1，MERAS=1）
5）對擦除的地址范圍內(nèi)的任意位置作一次空寫入，以啟動擦除操作
6）在擦除周期內(nèi)，時鐘源始終有效，不修改分頻因子
7）操作完成后，置位LOCK
根據(jù)上述操作順序，編寫程序代碼如下：
void FlashErase(unsigned int adr)
{
uchar *p0;
FCTL2 = FWKEY + FSSEL_1 + FN3 + FN4;//選擇時鐘源，分頻
FCTL3 = FWKEY;//清除LOCK
while(FCTL3 & BUSY);//如果出于忙，則等待
FCTL1 = FWKEY + ERASE;//使能段操作
p0 = (unsigned char *)adr;//數(shù)值強(qiáng)制轉(zhuǎn)換成指針
*p0 = 0;//向段內(nèi)任意地址寫0，即空寫入，啟動擦除操作
FCTL1 = FWKEY;
FCTL3 = FWKEY + LOCK;
while(FCTL3 & BUSY);
}
4.2寫入
對Flash的寫入數(shù)據(jù)可以是單字、單字節(jié)，也可以是連續(xù)多個字或字節(jié)（即塊操作）。編程寫入操作的順序如下：
1）選擇適當(dāng)?shù)臅r鐘源和分頻因子；
2）清除LOCK位
3）判斷BUSY位，只有當(dāng)BUSY=0時才可以執(zhí)行下一步操作
4）使能寫入功能，設(shè)置WRT、BLKWRT（如果寫入單字或單字節(jié)則WRT=1，如果是塊寫入，或者是多字、多字節(jié)連續(xù)寫入則WRT=1，BLKWRT=1）；
5）判斷BUSY位，只有當(dāng)BUSY=0時才可以執(zhí)行下一步操作
6）寫入數(shù)據(jù)
7）判忙，完了之后清除WRT，置位LOCK
根據(jù)上述操作順序，編寫程序代碼如下：
//write single byte
//Adr為要編程的地址，沒有奇偶地址要求、DataB為要編程的字節(jié)數(shù)據(jù)
void FlashWB(unsigned char Adr,unsigned char DataB)
{
FCTL2 = FWKEY + FSSEL_1 + FN3 + FN4;//MCLK16*FN4 + 8*FN3
FCTL3 = FWKEY;
FCTL1 = FWKEY + WRT;
while(FCTL3 & BUSY);
*((unsigned int *)Adr)=DataB;//數(shù)值強(qiáng)制轉(zhuǎn)換成指針，指向地址數(shù)據(jù)Adr所表示的內(nèi)存單元
//將數(shù)據(jù)字DataW賦值給內(nèi)存單元
FCTL1 = FWKEY;
FCTL3 = FWKEY + LOCK;
while(FCTL3 & BUSY);
}
//write single word
//Adr為要編程的地址，應(yīng)該是偶地址、DataW為要編程的字?jǐn)?shù)據(jù)
void FlashWW(unsigned int Adr,unsigned int DataW)
{
FCTL2 = FWKEY + FSSEL_1 + FN3 + FN4;//MCLK16*FN4 + 8*FN3
FCTL3 = FWKEY;
FCTL1 = FWKEY + WRT;
while(FCTL3 & BUSY);
*((unsigned int *)Adr)=DataW;//數(shù)值強(qiáng)制轉(zhuǎn)換成指針，指向地址數(shù)據(jù)Adr所表示的內(nèi)存單元
//將數(shù)據(jù)字DataW賦值給內(nèi)存單元
FCTL1 = FWKEY;
FCTL3 = FWKEY + LOCK;
while(FCTL3 & BUSY);
}
/*************************************************
//向FLASH信息區(qū)寫入指定數(shù)量的字節(jié)數(shù)據(jù)
//unsigned char *pc_byte信息區(qū)數(shù)據(jù)指針
//unsigned char *Datain :讀出數(shù)據(jù)存放數(shù)據(jù)數(shù)組,8位長
//unsigned char count :讀操的數(shù)量,范圍0-127
**************************************************/
void FlashWrite(uchar *pc_byte,uchar *Datain,uint count)
{
FCTL2 = FWKEY + FSSEL_1 + FN3 + FN4;//MCLK16*FN4 + 8*FN3
FCTL3 = FWKEY;
FCTL1 = FWKEY + WRT;
while(FCTL3 & BUSY);//如果處于忙狀態(tài)，則等待
while(count--)
{
while(FCTL3 & BUSY);
*pc_byte++ = *Datain++;
}
FCTL1 = FWKEY;
FCTL3 = FWKEY + LOCK;
while(FCTL3 & BUSY);
}
注意：在對字寫入和字節(jié)寫入的時候，用于指向信息區(qū)數(shù)據(jù)指針類型的區(qū)別，字寫入時候?yàn)?（（unsigned int *）Adr），字節(jié)寫入時候?yàn)?（（unsigned char *）Adr）。
4.3讀取
根據(jù)查看的書籍資料和網(wǎng)絡(luò)資料得出，內(nèi)部Flash的讀取操作沒有順序的要求，一般Flash默認(rèn)的操作方式即為讀模式。讀取Flash的程序代碼如下：
/*************************************************
//向FLASH信息區(qū)讀出指定數(shù)量的字節(jié)數(shù)據(jù)
//unsigned char *pc_byte信息區(qū)數(shù)據(jù)指針
//unsigned char *Dataout :讀出數(shù)據(jù)存放數(shù)據(jù)數(shù)組,8位長
//unsigned char count :讀操的數(shù)量,范圍0-127
**************************************************/
void FlashRead(uchar *pc_byte,uchar *Dataout,uint count)
{
while(count--)
{
*Dataout = *pc_byte;
Dataout++;
pc_byte++;
}
}
在網(wǎng)上查找資料的時候，好像看到過有位網(wǎng)友的博客說，內(nèi)部Flash的地址是自動加1的，按照他的理解，函數(shù)中pc_byte++語句就沒有用處了，可是事實(shí)不然，我在調(diào)試過程中，發(fā)現(xiàn)并不能自動加1，pc_byte++語句還是有必要的。調(diào)用上述函數(shù)，可以通過這樣的方式FlashRead（（uchar *）0x1000，a，4）；即從0x1080地址處開始，連續(xù)讀取4個字節(jié)的數(shù)據(jù)，送給數(shù)組a。
5小結(jié)
對Msp430片內(nèi)Flash的操作是通過對3個控制字中的相應(yīng)位來完成的，只有控制位的正確組合，才能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。
同時在編程中注意靈活使用數(shù)組和指針，以及指向數(shù)組的指針等，可以達(dá)到靈活編程的目的，不過本文中給出的幾個程序段，基本上能夠?qū)崿F(xiàn)對Msp430 Flash的擦除、寫入等操作。
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