第二十四章：CH32V103应用教程——设置FLASH读写保护及解除

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本章教程将使用CH32V103内部FLASH进行FLASH读写保护及解除设置。


1、用户选择字简介及相关函数介绍

用户选择字固化在FLASH中，在系统复位后会被重新装载到相应寄存器，用户可以任意的进行擦除和编程。用户选择字信息块总共有8个字节（4个字节为写保护，1个字节为读保护，1个字节为配置选项，2 个字节存储用户数据），每个位都有其反码位用于装载过程中的校验。

①　用户选择字解锁

通过写入序列到FLASH_OBKEYR寄存器可解锁用户选择字操作。解锁后，FLASH_CTLR寄存器的OBWRE位将置1，表示可以进行用户选择字的擦除和编程。通过将FLASH_CTLR寄存器的“OBWRE”位，软件清0来再次锁定。     
解锁序列：1）向 FLASH_OBKEYR 寄存器写入 KEY1 = 0x45670123；
                2）向 FLASH_OBKEYR 寄存器写入 KEY2 = 0xCDEF89AB。
注：用户选择字操作需要解除“LOCK”和“OBWRE”两层锁定

②　用户选择字编程

只支持标准编程方式，一次写入半字（2 字节）。实际过程中，对用户选择字进行编程时，FPEC只使用半字中的低字节，并自动计算出高字节（高字节为低字节的反码），然后开始编程操作，这将保证用户选择字中的字节和它的反码始终是正确的。

1）检查 FLASH_CTLR 寄存器 LOCK 位，如果为 1，需要执行“解除闪存锁”操作。
2）检查 FLASH_STATR 寄存器的 BSY 位，以确认没有其他正在进行的编程操作。
3）检查 FLASH_CTLR 寄存器 OBWRE 位，如果为 0，需要执行“用户选择字解锁”操作。
4）设置 FLASH_CTLR 寄存器的 OBPG 位为‘1’，开启用户选择字编程。
5）写入要编程的半字（2 字节）到指定地址。
6）等待 BYS 位变为‘0’或 FLASH_STATR 寄存器的 EOP 位为‘1’表示编程结束，将 EOP 位清 0。
7）读编程地址数据校验。
8）继续编程可以重复 5-7 步骤，结束编程将 OBPG 位清 0。
注：当修改选择字中的“读保护”变成“非保护”状态时，会自动执行一次整片擦除主存储区操作。如果修改“读保护”之外的选型，则不会出现整片擦除的操作。

③　用户选择字擦除

直接擦除整个 128 字节用户选择字区域。

1）检查FLASH_CTLR寄存器LOCK位，如果为1，需要执行“解除闪存锁”操作。
2）检查FLASH_STATR寄存器的BSY位，以确认没有正在进行的编程操作。
3）检查FLASH_CTLR寄存器OBWRE位，如果为0，需要执行“用户选择字解锁”操作。
4）设置FLASH_CTLR寄存器的OBER 位为‘1’，开启用户选择字擦除。
5）等待BYS位变为‘0’或FLASH_STATR寄存器的EOP位为‘1’表示擦除结束，将 EOP 位清 0。
6）读擦除地址数据校验。
7）结束将 OBER 位清 0。

④　解除读保护

闪存是否读保护，由用户选择字决定。读取FLASH_OBR寄存器，当RDPRT 位为‘1’表示当前闪存处于读保护状态，闪存操作上受到读保护状态的一系列安全防护。解除读保护过程如下：

1）擦除整个用户选择字区域，此时读保护字段RDPR将变成0xFF，此时读保护仍然有效。
2）用户选择字编程，写入正确的RDPR代码0xA5以解除闪存的读保护。（此步骤首先将导致系统自动对闪存执行整片擦除操作）
3）进行上电复位以重新加载选择字节（包括新的RDPR码），此时读保护被解除。

⑤　解除写保护

闪存是否写保护，由用户选择字决定。读取FLASH_WPR寄存器，每个比特位代表4K字节闪存空间，当比特位为‘1’表示非写保护状态，为‘0’表示写保护。解除写保护过程如下：

1）擦除整个用户选择字区域。
2）写入正确的RDPR码 0xA5，允许读访问；
3）进行系统复位，重新加载选择字节（包括新的WRPR[3:0]字节），写保护被解除。

关于CH32V103用户选择字具体信息，可参考CH32V103应用手册。关于CH32V103内部FLASH标准库函数，前面已经介绍，在此不再赘述。


2、硬件设计

本章教程为设置内部FLASH读写保护及解除，使用CH32V103内部资源，无需进行硬件连接。


3、软件设计

本章教程主要进行FLASH读写保护以及解除设置，主要通过触摸按键控制。

当按下触摸按键1，则执行写保护状态反转：若目前芯片处于写保护状态，按下触摸按键1则解除写保护；若目前不在写保护状态，按下触摸按键1则设置写保护。

当按下触摸按键2，则执行读保护状态反转：若目前芯片处于读保护状态，按下触摸按键2则解除读保护；若目前不在读保护状态，按下触摸按键2则设置读保护。

关于触摸按键程序在前面章节已经介绍，本章主要进行读写保护及解除程序介绍，具体程序如下：

flash.h文件

1. #ifndef __FLASH_H
   
2. #define __FLASH_H
   
3. 
   
4. #include "ch32v10x_conf.h"
   
5. 
   
6. void WriteProtect_Toggle(void);
   
7. void ReadProtect_Toggle(void);
   
8. 
   
9. #endif

复制代码

flash.h文件主要进行函数的声明；
flash.c文件

1. #include "flash.h"
   
2. 
   
3. //反转写保护的配置，用于演示。若芯片处于写保护状态，则解除；若不是写保护状态，则设置成写保护
   
4. void WriteProtect_Toggle(void)
   
5. {
   
6.     //根据写保护寄存器（FLASH_WPR）值进行判断，闪存写保护状态：1，写保护失效；0，写保护有效。
   
7.     if (FLASH_GetWriteProtectionOptionByte() != 0xFFFFFFFF )
   
8.     {
   
9.         printf("芯片处于写保护状态，即将执行解保护过程...\r\n");
   
10. 
    
11.         //解除闪存锁
    
12.         FLASH_Unlock();
    
13. 
    
14.         //擦除闪存选项字节内容
    
15.         FLASH_EraseOptionBytes();
    
16. 
    
17.         //对所有页解除写保护
    
18.         FLASH_EnableWriteProtection(0x00000000);
    
19. 
    
20.         printf("配置完成，芯片将自动复位加载新配置，复位后芯片会解除写保护状态\r\n");
    
21. 
    
22.         //启动系统复位，复位芯片，以使选项字节生效
    
23.         NVIC_SystemReset();
    
24.     }
    
25.     else
    
26.     {
    
27.         printf("芯片处于无写保护状态，即将执行写保护过程...\r\n");
    
28. 
    
29.         //解锁
    
30.         FLASH_Unlock();
    
31. 
    
32.         //擦除闪存选项字节内容，防止因为原有的写保护导致无法写入新的保护配置
    
33.         FLASH_EraseOptionBytes();
    
34. 
    
35.         //对所有页进行写保护
    
36.         FLASH_EnableWriteProtection(0xFFFFFFFF);
    
37. 
    
38.         printf("配置完成，芯片将自动复位加载新配置，复位后芯片会处于写保护状态\r\n");
    
39. 
    
40.         //启动系统复位，复位芯片，以使选项字节生效
    
41.         NVIC_SystemReset();
    
42.     }
    
43. }
    
44. 
    
45. //反转读保护的配置，用于演示。若芯片处于读保护状态，则解除，若不是读保护状态，则设置成读保护
    
46. void ReadProtect_Toggle(void)
    
47. {
    
48.     //判断是否处于读保护状态
    
49.     if (FLASH_GetReadOutProtectionStatus () == SET )
    
50.     {
    
51.         printf("芯片处于读保护状态\r\n");
    
52. 
    
53.         //解锁
    
54.         FLASH_Unlock();
    
55. 
    
56.         printf("即将解除读保护，解除读保护会把 FLASH的所有内容清空\r\n");
    
57.         printf("由于解除后程序被清空，所以后面不会有任何提示输出\r\n");
    
58.         printf("等待 20秒后即可给芯片下载新的程序...\r\n");
    
59. 
    
60.         //解除读保护
    
61.         FLASH_ReadOutProtection (DISABLE);
    
62. 
    
63.         printf("由于 FLASH 程序被清空，所以本代码不会被执行，串口不会有本语句输出（SRAM 调试模式下例外） \r\n");
    
64.     }
    
65.     else
    
66.     {
    
67.         printf("芯片处于无读保护状态，即将执行读保护过程...\r\n");
    
68. 
    
69.         //解锁
    
70.         FLASH_Unlock();
    
71. 
    
72.         //启用读保护
    
73.         FLASH_ReadOutProtection (ENABLE);
    
74. 
    
75.         printf("芯片已被设置为读保护，上电复位后生效（必须重新给开发板上电，只按复位键无效） \r\n");
    
76.         printf("处于保护状态下无法正常下载新程序，必须要先解除保护状态再下载\r\n");
    
77.     }
    
78. }
    
79. 
    

复制代码

flash.c文件主要进行写保护和读保护以及相应解除配置。
main.c文件

1. int main(void)
   
2. {
   
3.     u16 ADC_val1,ADC_val2;
   
4. 
   
5.         NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
   
6.     Delay_Init();
   
7.         USART_Printf_Init(115200);
   
8.         Touch_Key_Init();
   
9.         printf("SystemClk:%d\r\n",SystemCoreClock);
   
10. 
    
11.         /* 获取写保护寄存器的值进行判断，寄存器位为 0 表示有保护，为 1 表示无保护 */
    
12.         /* 若不等于 0xFFFFFFFF，则说明有部分页被写保护了 */
    
13.         if (FLASH_GetWriteProtectionOptionByte() !=0xFFFFFFFF )
    
14.         {
    
15. 
    
16.             printf("\r\n目前芯片处于写保护状态，TKEY1解除保护\r\n");
    
17. 
    
18.             printf("写保护寄存器的值：WRPR=0x%x\r\n",FLASH_GetWriteProtectionOptionByte());
    
19.         }
    
20.         else
    
21.         {
    
22.             //无写保护
    
23.             printf("\r\n目前芯片无写保护，TKEY1设置写保护\r\n");
    
24. 
    
25.             printf("写保护寄存器的值：WRPR=0x%x\r\n",FLASH_GetWriteProtectionOptionByte());
    
26.         }
    
27. 
    
28.         /* 若等于 SET，说明处于读保护状态 */
    
29.         if (FLASH_GetReadOutProtectionStatus () == SET )
    
30.         {
    
31.             printf("\r\n目前芯片处于读保护状态，TKEY2解除保护\r\n");
    
32. 
    
33.         }
    
34.         else
    
35.         {
    
36.             printf("\r\n目前芯片无读保护，TKEY2设置读保护\r\n");
    
37.         }
    
38. 
    
39.         while(1)
    
40.     {
    
41.             ADC_val1 = Get_Adc_Average(ADC_Channel_1,10);
    
42.             ADC_val2 = Get_Adc_Average(ADC_Channel_2,10);
    
43. 
    
44.             while(ADC_val1<2000)
    
45.             {
    
46.                 printf("ADC1=%d\n",ADC_val1);
    
47.                 WriteProtect_Toggle();
    
48.                 Delay_Ms(1000);
    
49.             }
    
50.             while(ADC_val2<2000)
    
51.             {
    
52.                 printf("ADC2=%d\n",ADC_val2);
    
53.                 ReadProtect_Toggle();
    
54.                 Delay_Ms(1000);
    
55.             }
    
56.         }
    
57. }

复制代码

main.c文件主要进行函数初始化以及触摸按键控制，通过触摸按键1和触摸按键2进行写保护和读保护控制。


4、下载验证

将编译好的程序下载到开发板并复位，串口打印情况具体如下：

由上图可知，目前芯片不在写保护状态，触摸触摸按键1，设置写保护，串口打印输出如下：

由上图可知，目前芯片处于写保护和读保护状态，触摸触摸按键2，解除读保护状态，串口打印如下：

解除读保护之后，FLASH内容被清空，需重新下载程序。

设置FLASH读写保护及解除.rar附件下载
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2021-9-10 17:07 上传

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