CH32X035 Flash延寿秘籍：PVD中断保护与多页面存储策略

CH32X035 Flash延寿秘籍：PVD中断保护与多页面存储策略

在嵌入式系统开发中，Flash存储器的使用寿命是一个不容忽视的重要问题。对于CH32X035这款MCU来说，由于其Flash存储器只支持页擦页写，每次写入前都需要先擦除，这给数据存储带来了额外的挑战。本文将介绍两种有效延长CH32X035 Flash存储器使用寿命的方法：PVD中断保护机制和多页面存储策略。

CH32X035内置了可编程电压检测器（PVD），主要用于监控系统主电源的变化。通过合理配置PVD中断，我们可以在电源电压下降时及时保存重要数据，从而避免数据丢失。

PVD工作原理

PVD可以设置不同的电压阈值，当主电源电压上升或下降越过设定的阈值时，会触发外部中断。这种机制非常适合用于掉电前的数据保护。具体来说，当系统检测到电压下降时，可以立即启动数据保存流程，将关键数据写入Flash存储器。

实现步骤

1. 配置PVD阈值：通过设置电源控制寄存器PWR_CTLR的PLS[2:0]位，可以选择合适的电压检测阈值。
2. 配置外部中断：将PVD中断与外部中断控制器（EXTI）关联，确保在电压变化时能够触发中断服务程序。
3. 编写中断服务程序：在中断服务程序中，执行数据保存操作，将重要数据写入Flash。

代码示例

// 配置PVD阈值
PWR->CTLR |= PWR_CTLR_PLS_2V2; // 选择2.2V作为检测阈值

// 配置外部中断
EXTI->IMR |= EXTI_IMR_MR16; // 使能EXTI线16
EXTI->RTSR |= EXTI_RTSR_TR16; // 上升沿触发
EXTI->FTSR |= EXTI_FTSR_TR16; // 下降沿触发
NVIC_EnableIRQ(PVD_IRQn); // 使能PVD中断

// PVD中断服务程序
void PVD_IRQHandler(void)
{
    if (EXTI->PR & EXTI_PR_PR16)
    {
        EXTI->PR |= EXTI_PR_PR16; // 清除中断标志
        // 执行数据保存操作
        save_critical_data();
    }
}

// 数据保存函数
void save_critical_data(void)
{
    // 将关键数据写入Flash
    // ...
}

由于CH32X035的Flash存储器特性，传统的数据存储方式可能无法充分利用存储空间。为了解决这个问题，可以采用多页面存储策略。

基本思路

将Flash存储器划分为多个页面，每个页面作为一个独立的存储单元。当需要写入数据时，依次选择空闲页面进行写入。当所有页面都写满后，再统一擦除并重新开始写入。

实现细节

1. 页面管理：维护一个页面状态表，记录每个页面的使用情况。
2. 数据写入：每次写入数据时，查找下一个可用页面。
3. 擦除操作：当所有页面都写满后，执行整块擦除操作，然后重新开始写入。

代码示例

#define FLASH_PAGE_SIZE 1024 // 假设每个页面大小为1024字节
#define NUM_PAGES 16 // 假设总共有16个页面

uint8_t page_status[NUM_PAGES]; // 页面状态表

void init_page_status()
{
    for (int i = 0; i < NUM_PAGES; i++)
    {
        page_status[i] = 0xFF; // 初始化所有页面为空闲状态
    }
}

int find_free_page()
{
    for (int i = 0; i < NUM_PAGES; i++)
    {
        if (page_status[i] == 0xFF)
        {
            return i;
        }
    }
    return -1; // 没有空闲页面
}

void write_data_to_flash(uint8_t *data, int len)
{
    int page = find_free_page();
    if (page != -1)
    {
        // 写入数据到指定页面
        flash_write_page(page * FLASH_PAGE_SIZE, data, len);
        page_status[page] = 0x00; // 标记页面为已使用
    }
    else
    {
        // 所有页面都已写满，需要先擦除
        flash_erase_all();
        init_page_status(); // 重新初始化页面状态
        write_data_to_flash(data, len); // 重新写入数据
    }
}

两种方法各有优劣：

• PVD中断保护机制适用于需要频繁保存关键数据的场景，能够有效防止掉电导致的数据丢失。
• 多页面存储策略则更适合数据写入频率较高的应用，通过分散写入压力来延长Flash的使用寿命。

在实际应用中，可以根据项目需求选择合适的延寿策略，甚至可以将两种方法结合使用，以达到最佳效果。

通过合理运用PVD中断保护和多页面存储策略，我们可以显著延长CH32X035 Flash存储器的使用寿命，提高系统的可靠性和稳定性。