JNH官网

使用 MDK 下载程序时，JNH官网可能需要在 Debug 设置的 Flash Download 子选项卡中，选择编程算法，不过如果JNH官网已经安装了芯片包（DFP 包）以后，就可以直接得到对应的编程算法，并不需要JNH官网去修改它。但是在面对以下某些情况时，JNH官网依然要掌握这一技能，

①：当你是一个芯片包的开发者时；

②：或者你有独特的下载需求（比如在你的程序里加一些校验信息，更改选项字节）；

③：或者某些芯片发布的过早，还没有对应的芯片包时；

这些时候就需要去了解学习如何制作 FLM 文件，如图 1 所示（以JNH官网 Emdoor 为例）：

图 1

二、制作FLM

（1）、如图 2 所示，制作 FLM 所需要的 Keil 工程文件，可以在 Keil 的安装目录下找到，总共有 2 个地方可以找到，路径如下所示：

①：F:Keil_MDK539ARMFlash_Template

②：F:Keil_MDK539PacksARMCMSIS5.9.0Device_Template_Flash

图 2

（2）、进入模版工程以后，如图 3 可以看到，其实整个工程在结构上只有 3 个主要文件：（如何理解并编写 Flash 编程算法代码请看本文最后部分）

①：FlashPrg.c

②：FlashDev.c

③：FlashOS.H

接下来，JNH官网对这 3 个文件，逐个进行解析。

图 3

（3）、FlashPrg.c

在这个 C 文件里，需要JNH官网包含一些必需的 Flash 编程函数：Init, UnInit, EraseSector, 和 ProgramPage. 然后除了这些必需函数，可以根据设备功能（或为了加快执行速度），可以实现 EraseChip、BlankCheck 和 Verify 功能。

这 7 个函数的功能，分别是：

Init 必需函数 初始化，并准备设备以进行 Flash 编程。

UnInit 必需函数 完成某个 Flash 编程步骤后，取消微控制器的初始化。

EraseSector 必需函数 删除指定扇区的 Flash 内存内容。

ProgramPage 必需函数 将应用程序写入到 Flash 内存中。

BlankCheck 可选函数 检查并比较数据模式。

EraseChip 可选函数 删除整个 Flash 内存的内容。

Verify 可选函数 将 Flash 内存内容与程序代码进行比较。

模版文件中的函数示例如图 4 所示，可以看到，有 4 个必需函数，和 1 个 EraseChip 函数，留给JNH官网往其中增加一些操作代码：

图 4

（4）、FlashDev.c

在这个 C 文件里，如图 5 所示，里面定义了一个 FlashDevice 结构体，这个结构体里面的参数用途，是JNH官网必须要知道，这是非常重要的，涉及到后续很多的操作步骤，每一行的代码描述如下所示：

图 5

第 29 行：FLASH_DRV_VERS, //代表驱动版本，不要轻易修改

第 30 行："New Device 256kB Flash", //设备名称，这里其实就是在勾选 Flash 烧写算法时，会被软件调用并显示的内容，如下图 6 所示：

图 6

第 31 行：ONCHIP, //设备类型，片上 Flash，也有外部 Flash 选项

第 32 行：0x00000000, //设备起始地址，stm32 在这里一般就是 0x08000000

第 33 行：0x00040000, //设备大小，以字节为单位，这里是 256kB，根据实际容量填写即可

第 34 行：1024, //编程页面大小，因为 Flash 存储是按照 页（Page） 进行编程的，页面太小会增加管理复杂度，浪费存储空间。页面太大则会导致小数据写入时增加不必要的操作时间。1024 字节大小可以在写速率和耗时之间达到良好的平衡。而且页面越大，写入过程中发生断电或干扰导致数据出错的概率越高；而 1024 字节大小已被证实在实际应用中具有较高的可靠性。

第 35 行： 0, //保留位，必须为 0

第 36 行：0xFF, //擦除后内存的初始内容，即所有位均为 1，主要是由 Flash 的工作原理和硬件设计决定的。

第 37 行： 100, //编程页面超时时间（单位：毫秒）防止程序陷入死循环，因为编程和擦除操作通常需要通过轮询硬件状态，如 Flash 的 BSY 标志位，来判断操作是否完成。（后续讲解代码时会有体现）

第 38 行： 3000, // 擦除扇区超时时间（单位：毫秒）防止程序陷入死循环，因为编程和擦除操作通常需要通过轮询硬件状态，如 Flash 的 BSY 标志位，来判断操作是否完成。（后续讲解代码时会有体现）

第 41 行：0x002000, 0x000000, //扇区大小 8kB（8 个扇区），第一个参数代表 8KB，第二个参数代表起始地址为 0x000000，因为第 42 行的代码规定了 64KB 的扇区是从 0x010000 地址开始的，所以留给 8KB 的扇区只有地址为 0x000000 从 0x00FFFF 之间的空间，即 64KB，所以就有 8 个 8KB 的扇区。

第 42 行：0x010000, 0x010000, //扇区大小 64kB (2 个扇区)，第一个参数代表 64KB，第二个参数代表起始地址为 0x010000，因为第 43 行的代码规定了 8KB 的扇区是从 0x030000 地址开始的，所以留给 64KB 的扇区只有地址为 0x010000 从 0x02FFFF 之间的空间，即 128KB，所以就有 2 个 64KB 的扇区。

第 43 行：0x002000, 0x030000, //扇区大小 8kB (8 个扇区)，第一个参数代表 8KB，第二个参数代表起始地址为 0x030000，因为第 33 行的代码规定了整个设备的大小为 0x040000，所以留给 8KB 的扇区只有地址为 0x030000 从 0x03FFFF 之间的空间，即 64KB，所以就有 8 个 8KB 的扇区。

第 44 行：SECTOR_END//标识符，用于标记扇区配置表的结束，通常出现在定义 Flash 扇区大小和地址的数组或结构体的最后一项，用于通知程序或驱动解析到此处时不再继续解析后续数据。

（5）、FlashOS.H

这个头文件中，如图 7 所示，其实只是一些宏定义和函数的声明之类，没有什么介绍的必要了，读懂前面两个 C 文件以后，这个头文件里的内容自然就会明白了。

图 7

（6）、了解完以上这些文件内的代码后，就可以着手自己编写一个 Flash 编译算法了，不过在编写修改 FlashPrg，FlashDev 之前，JNH官网可能需要将处理器架构选择并配置好，如下图，图 8 所示：（多目标+ifdef 的方式即可）

图 8

以及还要在配置中，设置位置独立代码，如下图图 9 所示：

图 9

（7）、之后就可以调整 FlashPrg 中的编程算法，FlashDev 中的设备参数了。调整完算法和参数之后，可以如图 10 所示一样，将输出文件的名字更改一下，方便在目录中查找最终的文件：

图 10

（8）、点击编译后，keil 就会在编译完成后，调用 user 栏中的 cmd.exe /C copy "Objects%L" ".@L.FLM"命令，在项目目录下，创建一个 MyDevice.FLM 文件，如图 11 所示：

图 11

（9）、接着把JNH官网做好的 FLM 文件，放到 DFP 包的 Flash 路径下，（这里直接就放在 stm32f1 系列下面了），如图 12 所示：

图 12

（10）、接着打开 DFP 包中的 PDSC 文件（这个文件的属性默认是只读的，记得去掉勾选），路径如下图 13 所示：

图 13

（11）、在 PDSC 文件中，JNH官网可以看到所有 F1 系列芯片的 Flash 烧写算法文件，JNH官网如果想要添加一个自己的芯片进去，就可以在如图 14 这里，添加并命名JNH官网的设备，附上对应的 FLM 文件，即可在 keil 软件重启后，看到JNH官网添加的芯片了，对应的，也可以找到JNH官网这个芯片的 Flash 编程算法了，如图 15 所示：

图 14

图 15

（12）、本文再往后面的内容，是官网提供的一个简单的编程算法示例（stm32f1 系列的 flash 编程算法，基本 90%和官网提供的相似，可以对照着一起看），我将对这个代码进行一些解读，方便大家快速学会一个简单的基础，并借此编写出具有更多功能的 Flash 编译算法。

Init函数

Init 函数用于初始化微控制器以进行 Flash 编程。当尝试将程序下载到 Flash 时，将调用此函数。

参数：

adr：设备基地址——clk：时钟频率 (以 Hz 为单位)——fnc：功能代码

含义：

第 4 行：FLASH->ACR = 0x00000000;

FLASH->ACR 是 Flash 访问控制寄存器（Access Control Register），用于配置 Flash 访问的等待周期。设置为 0x00000000 表示配置 零等待状态，即 CPU 访问 Flash 时无需额外的等待周期。

第 7 行：FLASH->KEYR = FLASH_KEY1;

第 8 行：FLASH->KEYR = FLASH_KEY2;

写入两个解锁密钥 FLASH_KEY1 和 FLASH_KEY2 到 FLASH->KEYR（Flash 密钥寄存器）。FLASH_KEY1 和 FLASH_KEY2 是特定的解锁值，用于解除 Flash 写保护；解锁后可以对 Flash 进行写入或擦除操作。如果没有正确解锁，后续的编程或擦除操作将无法执行。如图 16 所示，F1 系列的 FLM 文件中已给出密钥的宏定义，同样，在 STM32F10xxx 闪存编程参考手册中，也有记录。

图 16

第 11 行：if ((FLASH->OBR & 0x04) == 0x00)

FLASH->OBR 是 Flash 的选项字节寄存器（Option Byte Register），其中位 2 用于指示独立看门狗（IWDG）的运行模式：

如果位 2 为 0，表示 IWDG 处于硬件模式（HW mode），始终运行。

如果位 2 为 1，表示 IWDG 处于软件模式（SW mode），可以通过软件控制使能或禁用。

这里主要检查是否 IWDG 在硬件模式下运行，如下图 17 所示：

图 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

这里是在配置独立看门狗（IWDG）超时时间，如果 IWDG 在硬件模式下运行，配置其超时时间为 约 26.2144 秒：配置了较长的超时时间以适应 Flash 编程可能需要较长时间完成。防止 IWDG 在 Flash 编程时误触发系统复位；

IWDG->KR 写入 0x5555，是表示允许对 IWDG 的预分频寄存器（IWDG_PR）和重装载寄存器（IWDG_RLR）进行写操作。如图 18 所示：

图 18

IWDG->PR 写入 0x06 是为了配置预分频器值为 256（分频系数为 2^8），将时钟周期放大到较低的频率。如图 19 所示。

IWDG->RLR 写入 4095 配置重装载值为最大值 4095。如图 20 所示。

设置完成以后，就可以根据公式，计算出 IWDG 的超时时间为：256*4096/40000=26.2144s，具体计算可以参考图 21 所示。

图 19

图 20

图 21

UnInit函数

参数：

fnc：功能代码

含义：

第 4 行：FLASH->CR |= FLASH_LOCK;

反初始化，它的实现很简单，主要完成以下任务：FLASH->CR |= FLASH_LOCK，其实就是锁定 Flash 模块，因为 FLASH_LOCK 是 Flash 控制寄存器（FLASH->CR）中的一个位，它的作用是锁定 Flash 模块，以防止未经授权的写操作。在锁定状态下，Flash 不允许进行写操作（如擦除或编程），只能进行读取操作。如图 22 所示：

图 22

EraseSector函数

函数 EraseSector 删除从参数 adr 指定的地址开始的扇区的内容。每当使用 uVision 菜单 Flash - Erase 时，或者每当尝试将程序下载到 Flash 并且已在 Flash 下载设置对话框中设置了选项 Erase Sectors 时，都会调用该函数。

参数：

adr：扇区地址

含义：

第 3 行： FLASH->CR |= FLASH_PER;

启用页擦除功能，如图 25 所示，FLASH_PER 的值在图 23 中。

第 4 行：FLASH->AR = adr;

FLASH->AR 是一个地址寄存器，用于指定要擦除的 Flash 页面（或扇区）的起始地址。如图 24 所示。

第 5 行：FLASH->CR |= FLASH_STRT;

启动擦除操作，FLASH_STRT 是控制寄存器中的启动位。当该位被置位时，Flash 模块开始执行擦除操作。Flash 硬件会根据地址寄存器的值自动确定擦除的范围。如图 25 所示。

图 23

图 24

图 25

第 7 行： while (FLASH->SR & FLASH_BSY) {

等待擦除完成，FLASH_BSY 是 Flash 状态寄存器（FLASH->SR）中的一位，表示 Flash 当前正在执行擦除或编程操作。通过循环检查该位，程序可以等待擦除操作完成。如图 26 所示。

图 26

第 8 行： IWDG->KR = 0xAAAA;

在循环中，使用 IWDG->KR = 0xAAAA 喂狗，避免擦除时间过长触发看门狗复位（IWDG 是独立看门狗模块）。如图 27 所示。

图 27

第 11 行：FLASH->CR &= ~FLASH_PER;

关闭页擦除功能，如图 25 所示，擦除操作完成后，将 FLASH_PER 位清零，关闭页面擦除模式，防止后续误操作。FLASH_PER 的值在图 23 中。

ProgramPage函数

ProgramPage 函数用于将数据写入 Flash 存储器。它在下载程序到 Flash 时被调用。由于 Flash 存储器通常按块或页组织，因此函数 ProgramPage 的参数不能跨越这些 Flash 页的对齐边界。页大小由结构体 FlashDevice 的 ProgramPageSize 值指定。

参数：

adr 页的起始地址——sz 页的大小——buf 待写入的数据

含义：

第 3 行：sz = (sz + 1) & ~1;

Flash 的编程单元是 半字（16 位，2 字节），因此写入的大小 sz 必须是偶数。如果输入的大小是奇数，通过 (sz + 1) & ~1 向上对齐为偶数。

第 5 行： while (sz) {

循环写入数据，循环处理输入缓冲区的每个半字，直到所有数据写入完成。

第 7 行：FLASH->CR |= FLASH_PG;

启用编程功能 ，FLASH_PG 是控制寄存器中的一位，用于启用 Flash 编程模式。在写入数据之前，必须启用此功能。如图 28 所示。

图 28

第 9 行：M16(adr) = *((unsigned short *)buf);

M16(adr) 是一个宏，用于访问指定地址处的 16 位（半字）数据，如图 29 所示。等号右边将缓冲区中的数据（2 字节，前面提到过）强制转换为 unsigned short 类型，然后写入到目标地址。写入操作会自动触发 Flash 的编程机制。

图 29

第 10 行：while (FLASH->SR & FLASH_BSY);

等待编程完成（不再多说，前面有类似的提到过）

第 12 行：FLASH->CR &= ~FLASH_PG;

禁用编程功能（不再多说，前面有类似的提到过）

第 15 行：if (FLASH->SR & (FLASH_PGERR | FLASH_WRPRTERR)) {

第 16 行：FLASH->SR |= FLASH_PGERR | FLASH_WRPRTERR;

第 17 行：return (1);

如果状态寄存器中存在以下错误标志，则说明写入失败：如图 30 和 31 所示

FLASH_PGERR：编程错误，可能是写入地址不对齐。

FLASH_WRPRTERR：写保护错误，目标区域被保护，无法写入。

即：如果发生错误，清除错误标志并返回 1 表示失败。

图 30

图 31

第 21 行： adr += 2;

第 22 行： buf += 2;

第 23 行： sz -= 2;

这一段其实就是循环移动到下一个半字地址，更新目标地址 adr，缓冲区指针 buf，以及剩余大小 sz：

即：地址加 2 字节（一个半字）、缓冲区指针移动到下一个 2 字节数据、写入大小减少 2 字节。

三、讨论分析

问 ①：任何版本的 MDK 都可以制作 FLM 文件吗？

答 ①：MDK-Lite 不支持创建 Flash 编程算法。如图 32 所示：

图 32

四、结论

本文详细的介绍了 Flash 编程算法，主要讲解了如何制作和使用 FLM 文件。以及详细的算法代码解析，通过这篇文档，芯片开发者可以更好地理解如何进行 Flash 编程操作。对应本文开头，可以方便想要制作 pack 包的开发人员，做一些独特下载的开发人员，和尽快上手调试未上市的高新芯片，都有极大的帮助。