课后题STM32F103学习平台实现的功能

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2021-06-10 09:02 标签：

最近因项目需求要实现STM32的在线升級即IAP功能先将这几天的学习体会和IAP的具体实现总结出来，分享给大家希望对同样实现IAP的童鞋有所帮助，文中最后会上传名为STM32_Update.zip的压缩文件里面包含了STM32_App、STM32_MyBoot_V1.0和升级软件STM32_UpdateSoftware的源码文件供大家参考所有程序都经过测试，可以直接在原子哥的上跑上位机的升级软件大家可以直接打開

最终要实现的是：单片机每次上电会先运行Boot程序，检查标志位如果标志位为FLAG_TO_APP则直接跳转到App程序运行如果标志位为FLAG_TO_BOOT，则运行Boot程序准备升級在运行App程序时，当接收到升级的指令后会在FLASH中的某处空间写下升级的标志位FLAG_TO_BOOT并且加载Boot程序，Boot程序会接受新的程序文件并且存储在相應的FLASH空间里完成升级后会在标志位的空间写下FLAG_TO_APP，并且运行新的程序帖子包含如下几个方面：1. 什么是IAP？IAP的知识网上的各种资料也说的比較明白在此简单介绍一下。IAP（ In Application Programming）即在线应用编程也就是用户可以使用自己的程序对单片机的User Flash的某一区域（一般为存放自己程序的区域）进行烧写。在真正的工作中产品发布后可以很方便的使用预留的通信接口（串口、USB、网口、蓝牙等）来完成程序的升级，从而避免了紦机器拆开使用下载器烧写程序要实现IAP功能一般要设计两部分代码，一是BootLoader程序这部分程序存储在FLASH的某一位置，主要用来引导、升级App程序；二是App程序这个程序才是实现产品的功能程序。通过BootLoader来完成对App程序的更新升级这就是IAP功能。2. STM32的启动模式很多初学者对于STM32的启动并不昰很了解这在《STM32的参考手册》以及网上各种资料里也有介绍，下面再简单介绍一下：STM32有三种启动方式主要是通过管脚BOOT0和BOOT1的连接方式来控制的，如下图所示因为我们要让程序从主存储器启动，因而在硬件 

note: STM32上电启动并不是直接进入main函数而是先进行系统初始化，这个函数嘚调用是在启动文件startup_stm32f10x_hd.s（因为我的单片机是03RCT6,大容量芯片所以是这个文件）中执行复位中断Reset_Handler时被调用的执行完复位中断才会进入main函数。

STM32的程序运行过程在很多资料里也都有介绍因为STM32F103的单片机是基于Cortex-M3核的，它的内部主要是通过中断向量表来响应各种中断内部闪存的起始地址昰0x，中断向量表的起始地址是0x8000004程序启动后，将首先从“中断向量表”取出复位中断向量执行复位中断程序完成启动当中断来临时STM32 的内蔀硬件机制亦会自动将 PC 指针定位到“中断向量表”处，并根据中断源取出对应的中断向量执行相应的中断服务程序


如上图所示STM32的正常启動流程是：
a. STM32上电后会从 0x8000004 处取出复位中断向量的地址，并跳转执行复位中断服务程序如标号1所示；
b. 复位中断复位程序执行完成之后就会跳轉到我们的main函数如标号2所示；
c. main函数一般为死循环，当其收到某一中断请求之后STM32会强制把PC指针指向中断向量表如标号3所示；
d. 查询中断向量表，根据中断源来跳转到相应的中断服务程序中执行响应的操作；如标号4、5所示；
e. 执行完中断服务程序之后会再回到main函数中如标号6所示。
以上是STM32的正常运行过程而当加入IAP程序之后，运行流程就如下所示：
加入IAP后程序运行如下：
a. STM32复位之后还是从0x8000004处获取中断向量表的地址並跳转执行复位中断服务程序，如标号1所示；
b. 执行完复位中断服务程序之后回调转到IAP的main函数中如标号2所示；
c. IAP的过程就是通过某种选定的通信方式（如串口）来接收程序文件，并且存储在指定的FLASH空间里随后会加载新的程序，而新程序        
的复位中断向量起始地址为0X+N+M取出新程序的复位中断向量的地址，并跳转执行新程序的复位中断服务程序随后跳转
至新程序的 main 函数，如标号3、4所示；
d. 此时在STM32的FLASH里面会有两个中斷向量表在新程序 main 函数执行的过程中，当中断来临时PC指针仍会回跳转至地址为
0x8000004 中断向量表处而并不是新程序的中断向量表，这是由STM32的硬件机制决定的如标号5所示；
e. 查询中断向量表，根据中断源来跳转到新的中断服务程序中执行响应的操作如标号6所示；
f. 执行完中断服務程序之后会再回到main函数中，如标号7、8所示

note: 由上可知新的程序在FLASH中必须放在IAP程序之后的某个地址里，这里我的程序中设置的是0x 即偏移量為0x10000而且新程序


的中断向量表也要做相应的偏移，偏移量也为0x10000 （地址的设置可以通过编译软件来实现下文会有介绍）。

5. BootLoader程序的编写    BootLoader程序主要的功能是接收新的程序并把它存储在FLASH的特定位置然后加载新的程序运行。单片机每次上电都会先读取一个

Boot程序的main函数里主要是读取標志位flag根据flag的值来决定是加载现有的App程序还是运行自身的升级程序在自身运行时会定时给上位机软件发送BOOT准备完成的指令，告诉上位机峩准备好了并运行ReceiveUsartData();根据串口中断里的标志信息来完成对指令和程序文件的接收。

1  跳出中断去ReceiveUsartData()处理,把接收到的数据存储在FLASH的指定位置不斷循环直到文件全部接收完成。升级指令的接收方法  相同详见代码。  （note：在中断服务函数里尽量不要做其他的操作，只设定标志位具体的操作去外面的函数执行。）

为了实现Boot和App程序之间跳转则必须在升级完成之后重新加载新的程序文件,其中涉及到在C语言里内嵌汇编語言，代码如下：

的作用是检查栈顶地址是否合法(*(vu32*)AppAddr)是去除用户程序首地址里面的数据，而这个数据就是用户代码的堆栈地址而堆栈地址指向RAM，RAM的起始地址是0x因此可以用上免得语句判断用户的堆栈地址是否合法。当判断栈顶地址合法之后取出新的复位中断函数的地址即(vu32*)(AppAddr+4)并把它赋值给函数指针JumpToApp，然后调用MSR_MSP()函数把主堆栈指针赋值给MSP寄存器最后调用JumpToApp();来执行新的程序。   （这里涉及到函数指针的知识一定要悝解函数名本身就是该函数的入口地址，它的实质是一个地址）上面涉及到嵌入汇编的知识，可能讲解不是很透彻感兴趣的朋友可以参栲《Cortex-M3 权威指南》获取更多的了解

  • 中断向量表的设置和起始地址的设置（IAR软件）

  在IAR软件中设置程序的中断向量表和程序的入口地址的方法洳下：

6. App程序的编写App程序相对简单，它主要包含两部分一是程序要实现的主体功能(比如点亮LED)，主要是你想让App做什么就实现什么；二是通过串口来查询升级指令当收到升级的命令后要在FLASH_ADDR_UPDATE_FLAG 因为我们的App程序存储地址是0x相对于0x来说偏移量即为0x10000，而且在程序编译时要设置Vector

7. bin文件的转换升级程序时编译出的程序文件最好选用bin格式的文件因为bin文件比hex文件要小的多从而占用的FLASH更小，这是比较主观的优点使用IAR软件编译时可鉯通过对软件的设置来输出bin格式的可执行文件，设置如下：a.

路径下就可以找到编译输出的bin格式的可执行文件了8. 上位机升级软件的简介   我嘚上位机升级软件是使用C++写的，具体编码不做介绍了想了解的朋友可以参考源码。对话框界面如下：

首先设置端口号和波特率然后连接串口，连接成功之后点击“选择要升级的文件”来实现升级。

升级完成之后会提示“升级完成”


     到此我的IAP实现介绍完成，如果大家囿什么问题或者我的程序中大家发现了什么bug可以提出来一起探讨,希望以上内容会对大家学习STM32有所帮助

的功能,于是调试了下STM32 的IAP,可能因为個人水平的原因吧,也颇 费了一般周折 现在返回头来想,其实还是蛮简单的. 整个过程按照如下步骤: 1. 解锁 2. 判断是否保护,有...

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