1 Msp430Flash型單片機內部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存儲器的特點有：

1）產生內部編程電壓

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。可對其進行單個字節(jié)、字的寫入，也可以進行連續(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能夠對Flash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，每一位都可以單獨編程為0，但只有擦除操作才能將其恢復為1。擦除操作的最小單位是段。通過erase和meras位設置可選擇3種擦除模式。

MERAS

ERASE

擦除模式

0

1

段擦除

1

0

多段擦除（所有主存儲器的段）

1

1

整體擦除（LOCKA=0時，擦除所有主存儲器和信息存儲器的段；主存儲器的段只有當LOCKA=0時可以擦除）

擦除操作開始于對擦除的地址范圍內的任意位置執(zhí)行一次空寫入。空寫入的目的是啟動時序發(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束。BUSY、MERAS、ERASE在擦除周期結束后自動復位。

3.2寫入

寫入模式由WRT和BLKWRT位進行設置。

BLKWRT（塊寫入模式選擇）

WRT（寫模式選擇位）

寫入模式

0

1

單字節(jié)、單字寫入

1

1

塊寫入

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，因為電壓發(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行兩次以上的寫入。

當啟動寫入操作時，BUSY置位，寫入結束時復位。

4操作編程

4.1 Flash擦除

對Flash要寫入數(shù)據(jù)，必須先擦除相應的段，且對Flash存儲器的擦除必須是整段進行的，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?shù)?a href="http://www.asorrir.com/tags/時鐘/" target="_blank">時鐘源和分頻因子；

2）清除LOCK位

3）判斷BUSY位，只有當BUSY=0時才可以執(zhí)行下一步

4）使能段操作，設置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，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)值強制轉換成指針

*p0 = 0;//向段內任意地址寫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?shù)臅r鐘源和分頻因子；

2）清除LOCK位

3）判斷BUSY位，只有當BUSY=0時才可以執(zhí)行下一步操作

4）使能寫入功能，設置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)值強制轉換成指針，指向地址數(shù)據(jù)Adr所表示的內存單元

//將數(shù)據(jù)字DataW賦值給內存單元

FCTL1 = FWKEY;

FCTL3 = FWKEY + LOCK;

while（FCTL3 & BUSY）;

}

//write single word

//Adr為要編程的地址，應該是偶地址、DataW為要編程的字數(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)值強制轉換成指針，指向地址數(shù)據(jù)Adr所表示的內存單元

//將數(shù)據(jù)字DataW賦值給內存單元

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，字寫入時候為*（（unsigned int *）Adr），字節(jié)寫入時候為*（（unsigned char *）Adr）。

4.3讀取

根據(jù)查看的書籍資料和網(wǎng)絡資料得出，內部Flash的讀取操作沒有順序的要求，一般Flash默認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，可是事實不然，我在調試過程中，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

對Msp430片內Flash的操作是通過對3個控制字中的相應位來完成的，只有控制位的正確組合，才能實現(xiàn)相應的功能。

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，基本上能夠實現(xiàn)對Msp430 Flash的擦除、寫入等操作。