stm32之iap实现应用(基于串口,上位机,详细源码)

2019-08-20来源: eefocus关键字:stm32  iap  串口  上位机

开发环境:Window 7

开发工具:Keil uVision4

硬件:stc32f103c8t6


篇幅略长,前面文字很多,主要是希望能让小白们理解,后面就是实现步骤,包括实现的代码。

在研发调试的时候我们一般用烧录器下载代码,对于stc32f103c8t6来说,还可以用串口下载,步骤如下:


1.PC端下载一个上位机Flash Loader Demo

2.芯片的串口引脚Tx、Rx(PA.9、PA.10)通过USB>TTL连接到电脑上

3.将芯片的boot0引脚接高电平、boot1引脚接低电平。这是为了让芯片上电的时候从系统存储区启动,原厂的isp程序保存在那里,地址是0x1FFF 000 ~ 0x1FFF 77FF。系统存储区是用户不能访问的区域,它在芯片出厂时已经固化了启动程序,它负责实现串口、USB以及CAN等isp烧录功能。

4.打开上位机,配置如图,波特率可多选,这是因为上位机在发送握手0x7F时,芯片接收到0x7F后,就能将波特率算出来,然后给自身串口初始化,跟上位机设置一样的波特率。接着给芯片上电,上位机选择bin文件,下载到芯片里面后,将boot0和boot1引脚接低,重新上电,就能运行刚下载的程序了。


在这里插入图片描述

这样就可以在没有烧录器的情况下下载程序了,当然如果要进行调试的话,还是需要烧录器。


除了上面这两种给芯片下载新程序的方法,还可以在芯片运行中给自身flash存储器写入新程序。这就是iap(In application Programing在应用编程)。做一个产品,研发时一般都是在PC端借助烧录器升级,但到客户手里一般是用U盘升级,只要把U盘插入到机器中,就能给自身升级。其中,在插入U盘后,芯片检测到需要升级,就会跳转到iap程序段里面去,然后读取U盘里面的程序,再将U盘的程序文件拷贝到自身的flash里,拷贝完成之后,跳转到新的程序中运行。下面是通过串口给自身升级的iap案例,将实现的过程代码详细说明。

stc32f103c8t6内部有一个64k的flash存储器,用于储存代码,在电脑上编译好的程序,通过烧录器把它烧录到内部flash中。Flash里面的内容掉电不会丢失,烧录完,芯片重新上电,就可以从内部flash中加载代码(起始地址一般是0x0800 0000)。


内部falsh除了用烧录器读写外,还可以在芯片运行时,对自身的内部flash进行读写。如果flash储存了程序后还有剩余的空间,那么可以把它用来保存程序运行时产生需要掉电保存的数据;也可以在芯片运行时将另一个编译后的二进制程序文件写到剩余的flash,然后进行跳转到新的程序上面运行。这也是iap的实现原理。


1.先介绍怎么利用stm库对flash进行操作

所有flash操作相关的函数接口在stm32f10x_flash.h里面。读flash里面的数据直接根据地址读出来就行了。往写flash里面写数据,需要解锁,擦除,写入数据,上锁;擦除后存储单元都变成1,因为储存单元不能由0变1,所以在写入之前一定要先擦除,不然会写入失败。

操作代码如下:


#define address 0x08006000   //写入的flash地址

#define value 0x55aa55aa     //将要写的数据

void flash_test(void)

{

uint32_t *pdata=address;


Printf(“data=%d”,*pdata);   //先将原来的数据打印出来

    FLASH_Unlock();    //解锁

FLASH_ErasePage(address);   

//擦除,擦除只能按页擦,擦除address地址所在的页,不同的芯片一页的大小不一样,对于stc32f103c8t6来说,一页就是1024字节,也就是1k。


FLASH_ProgramWord(address,value);   

/*将data写入address地址里面,除了写入uint32_t类型,还可以写uint16_t类型的数据,对于一份很长的代码来说,只能这样一个个的写进去flash,对应接口如下:

FLASH_Status FLASH_ProgramWord(uint32_t Address, uint32_t Data);

FLASH_Status FLASH_ProgramHalfWord(uint32_t Address, uint16_t Data);*/


FLASH_Lock(); //上锁,保护数据

Status=FLASH_WaitForLastOperation(0xFFFFFF);//等待烧写结束,参数是等待的超时时间

if(Status==FLASH_COMPLETE){

//写入成功

}

Printf(“data=%d”,*pdata);//打印确认是否写入成功

}


要注意,address的地址不能指向自身的代码区域,因为修改了自身的程序会造成不可预测的效果,所以要指向自身程序后面的空余区域,一般来说从0x08000000+加上程序的大小,后面的就是空余区域。下图是对于芯片stc32f103c8t6的工程配置:


在这里插入图片描述

2.流程图不太会写,简单地将过程描述一遍,iap策略如下:


对于升级的方式,可以选择以下几种,如USART,IIC,CAN,USB,以太网接口甚至是无线射频通道,将程序文件发送到iap。

在这里插入图片描述

存储区划分:


Bootloader工程:0x800 0000-0x800 2BFF (11k)

升级标志:0x800 2C00-0x800 2FFF (1K)

App工程:0x800 3000 -0x801 0000 (52k)


芯片上电首先是进入bootloader工程的,所以把bootloader放在前面。升级标志可能会有人问为啥要1k这么大,一个字节不行了吗?首先,bootloader和app都可能会对升级标志的值进行修改或读取,所以不能保存在RAM,只能保存在ROM,那么对ROM的数据进行修改就是flash读写操作,上面提了要先擦除,而且擦除是按页擦,一页就是1k,所以就算标志位不需要1k这么大,只用其一个字节,那剩下的也不能用到其他地方,因为它随时会被擦除。


下面开始说明这两部分的代码实现,其中的一些配置也要细心注意。


3.Bootloader工程

Bootloader程序开机引导app程序,在运行app程序中,若收到升级信号,则从app跳转到bootloader里,然后boorloader通过串口接收新的程序文件,对app进行升级。所以,我们还需要一个上位机将程序文件通过串口发送给bootloader,为了方便,我没自己做上位机,直接用Flash Loader Demo,这个可以网上下载。那么上位机有了,还要了解它的通讯协议, 到底数据是怎么从上位机发送过来了,bootloader该怎么接收数据。

其实我们要做的bootloader工程就是要实现原厂isp的功能,跟上位机同步,接受上位机数据。我们无法得到人家的isp代码,但是可以上st的官网下载它的isp协议。了解了它的协议就能自己写单片机端的代码了。协议下载链接。这里不对这个协议进行细说,直接说明实现的代码,下图是原厂isp所支持的命令。

在这里插入图片描述

建立bootloader工程,打开一个新的带stm32标准库的keil工程,对工程进行如下配置。

在这里插入图片描述

第一步,初始化USART1外设,这里不做波特率自适应,把波特率固定为115200,那么上位机配置就要跟其保持一致。


创建


#ifndef __USART1_INIT_H__

#define __USART1_INIT_H__


#include "stm32f10x.h"

#include


void USART1_Configuration(void);//打印输出串口初始化

void sengdata(unsigned char data);

unsigned char waitdata(void); 


#endif


创建


#include "USART1.h"

#include "Queue.h"


 void USART1_Configuration(void)//打印输出串口初始化

 {

  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

  USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

  NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

    

  //配置串口1 (USART1) 时钟

  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

  //配置串口1接收终端的优先级

  NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0); 

  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn; 

  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1; 

  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; 

  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

 

    //配置串口1 发送引脚(PA.09)

  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;

  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;

  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);    

  //配置串口1 接收引脚 (PA.10)

  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;

  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;

  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    

  //串口1工作模式(USART1 mode)配置 

  USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;//设置波特率;

  USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; //数据位为8个字节

  USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1; //一位停止位

  USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No ; //无校验位

  USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; //不需要流控制

  USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //接收发送模式

  USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); 

  USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启中断

  USART_Cmd(USART1, ENABLE);//使能串口

}


void sengdata(unsigned char data)

{

USART_SendData(USART1, (unsigned char) data);

while( USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)!= SET);

}


extern QueueT RxQueueEntity;

unsigned char waitdata(void)  //阻塞等待一个数据到来

{

while(1){

if(getDataCount(&RxQueueEntity)!=0){

      return outQueue(&RxQueueEntity);

}

}

}


第二步,创建接收队列,因为上位机发送过来的数据很多,芯片不能及时处理,那么就要先把数据放进队列,然后逐个拿出来处理。这样就不会丢失数据。直接复制下面代码就行,可以先不用理解。


创建


#ifndef __QUEUE__H__

#define __QUEUE__H__ 

#include "core_cm3.h"


typedef struct  

{

u16 in;

u16 out;

u16 cntMax;

u8*  pBuf;

}QueueT;

[1] [2] [3]

关键字:stm32  iap  串口  上位机

编辑:什么鱼 引用地址:http://news.eeworld.com.cn/mcu/ic471804.html
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