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、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，一個時序發生器及一個提供編程、擦除電壓的電壓發生器。

Msp430的Flash存儲器的特點有：

1）產生內部編程電壓

2）可位、字節、字編程，可以單個操作，也可以連續多個操作

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、字的寫入，也可以進行連續多個字、字節的寫入操作，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別。兩部分的區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字節的段，即segmentA和segmentB，主存儲器有多個512字節的段。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

在默認狀態下，處于讀操作模式。在讀操作模式中，Flash存儲器不能被擦除和寫入，時序發生器和電壓發生被關閉，存儲器操作指向ROM區。

Msp430 Flash存儲器在系統編程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。

擦除操作開始于對擦除的地址范圍內的任意位置執行一次空寫入。空寫入的目的是啟動時序發生器和擦除操作。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。

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要寫入數據，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）選擇適當的時鐘源和分頻因子；

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的寫入數據可以是單字、單字節，也可以是連續多個字或字節（即塊操作）。編程寫入操作的順序如下：

1）選擇適當的時鐘源和分頻因子；

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則WRT=1，如果是塊寫入，或者是多字、多字節連續寫入則WRT=1，BLKWRT=1）；

5）判斷BUSY位，只有當BUSY=0時才可以執行下一步操作

6）寫入數據

7）判忙，完了之后清除WRT，置位LOCK

根據上述操作順序，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為要編程的字節數據

void FlashWB(unsigned char Adr,unsigned char DataB)

{

  FCTL2 = FWKEY + FSSEL_1 + FN3 + FN4;//MCLK  16*FN4 + 8*FN3

  FCTL3 = FWKEY;

  FCTL1 = FWKEY + WRT; 

  while(FCTL3 & BUSY);

  *((unsigned int *)Adr)=DataB;//數值強制轉換成指針，指向地址數據Adr所表示的內存單元

                               //將數據字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為要編程的字數據

void FlashWW(unsigned int Adr,unsigned int DataW)

{

  FCTL2 = FWKEY + FSSEL_1 + FN3 + FN4;//MCLK  16*FN4 + 8*FN3

  FCTL3 = FWKEY;

  FCTL1 = FWKEY + WRT; 

  while(FCTL3 & BUSY);

  *((unsigned int *)Adr)=DataW;//數值強制轉換成指針，指向地址數據Adr所表示的內存單元

                               //將數據字DataW賦值給內存單元

  FCTL1 = FWKEY;

  FCTL3 = FWKEY + LOCK;

  while(FCTL3 & BUSY);

}

/*************************************************

//向FLASH信息區寫入指定數量的字節數據

//unsigned char *pc_byte 信息區數據指針

//unsigned char *Datain :讀出數據存放數據數組,8位長

//unsigned char count :讀操的數量,范圍0-127

**************************************************/

void FlashWrite(uchar *pc_byte,uchar *Datain,uint count)

{

  FCTL2 = FWKEY + FSSEL_1 + FN3 + FN4;//MCLK  16*FN4 + 8*FN3

  FCTL3 = FWKEY;

  FCTL1 = FWKEY + WRT; 

  while(FCTL3 & BUSY);                //如果處于忙狀態，則等待

  while(count--)

  {

    while(FCTL3 & BUSY);

    *pc_byte++ = *Datain++;

  }

  FCTL1 = FWKEY;

  FCTL3 = FWKEY + LOCK;

  while(FCTL3 & BUSY); 

}

注意：在對字寫入和字節寫入的時候，用于指向信息區數據指針類型的區別，字寫入時候為*（（unsigned int *）Adr），字節寫入時候為*（（unsigned char *）Adr）。

4.3 讀取

根據查看的書籍資料和網絡資料得出，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信息區讀出指定數量的字節數據

//unsigned char *pc_byte 信息區數據指針

//unsigned char *Dataout :讀出數據存放數據數組,8位長

//unsigned char count :讀操的數量,范圍0-127

**************************************************/

void FlashRead(uchar *pc_byte,uchar *Dataout,uint count)

{

  while(count--)

  {

    *Dataout = *pc_byte;

    Dataout++;

    pc_byte++;

  }

}

在網上查找資料的時候，好像看到過有位網友的博客說，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，發現并不能自動加1，pc_byte++語句還是有必要的。調用上述函數，可以通過這樣的方式FlashRead（（uchar *）0x1000，a，4）；即從0x1080地址處開始，連續讀取4個字節的數據，送給數組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，才能實現相應的功能。

同時在編程中注意靈活使用數組和指針，以及指向數組的指針等，可以達到靈活編程的目的，不過本文中給出的幾個程序段，基本上能夠實現對Msp430 Flash的擦除、寫入等操作。