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STM32F4 IAP升级 Bootloader程序+上位机下载程序源码

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zhouzhou1 发表于 2018-10-18 10:06 | 显示全部楼层 |阅读模式
IAP更新操作说明
第一个文件夹:bootloader程序
第二个文件夹:上位机下载程序源码
第三个文件夹:需要更新下载的代码
第四个文件:下载工具可执行文件
第五个文件:生成的pbdr.bin文件,用于更新。
一、硬件设计:
升级下载程序采用外部硬件触发的方式。
PB-20M4硬件板 预留一个IO口处理代码下载及更新的功能。
功能简介:开机前若将 PB4接口与GND用杜邦线(改进硬件后可用跳帽)短接, LED6闪烁状态,即可进入固件下载功能程序,然后等待串口输入接收APP程序(.bin文件,生成方法见后面说明、分段接收每包2K数据,进行CRC校验),在接收完APP程序包后,断开PB4与地线的连接即可进入用户程序。
用到的资源:
  •         指示灯DS6
  •         一根短接线,优化硬件后 可用跳帽
  •         串口(共地)
图一  硬件指示图
图二  串口连接

二、软件设计
总共涉及三部分代码:1、Bootloader;2、Flash App;3、上位机程序
1.Bootloader;
主函数进行任务判断,以及IAP更新和跳转等各项操作。串口中断中运行数据处理,数据检测,与上位机及握手校验等任务。Bootloader大小仅16K左右。
2、Flash App;
需要下载的程序,设置flash起始地址偏移量,由bootloader串口中断中写到flash中去。在初始化的时候执行跳转,运行该代码程序。
3、上位机发送校验程序
协议如下:            
/*---------------------------------------------------------------------
protocol-----|#|remainSend|#|length|data[]|CRC_check
---------------------------------------------------------------------*/            
IAP不是一下子把所有BIN文件都接收过来写入FLASH,而是根据自己硬件的RAM空间,把BIN文件分成若干包,如每1K,2K等传送一次,传送当中加上帧头,帧尾,CRC,及总共多少包,及这是第几包等信息封装好的数据包,每接收一包写相应FLASH,下一包对应的FLASH地址++,如此完成固件更新。

三、上位机设计:
打开应用程序IAP_Download_USART\IAP_Download_USART\obj\Debug中exe文件。
或直接打开附件中IAP_Download_USART.exe应用程序
运行界面
烧录过程:
开发环境如下:
VS2013上用C#设计的简单的串口应用程序,基于.net4.5。
主要代码:
详见附件。

四、IAP说明
IAP(In Application Programming)即应用编程,IAP是用户自己的程序在运行过程中对User Flash的部分区域进行烧写,后期可以方便的通过预留通信口对产品进行更新升级。在实现IAP功能时,需要在设计固件程序时编写两个项目的代码,第一个项目程序(bootloader程序)不执行正常的功能操作,而是只通过某种通信方式接收程序和数据,执行对第二部分代码的更新;第二个项目代码是功能代码(APP程序)。这两部分项目代码都同时烧录在User Flash中,在芯片上电后,首先执行第一个项目的代码,进行如下操作:
  •       检查是否需要对第二部分代码进行更新
  •       如果不需要更新,则运行第二部分代码
  •       若需要更新,执行更新
  •       更新完成,执行第二部分代码
Bootloader代码必须通过其他手段,如JTAG或ISP烧录;第二部分代码使用Bootloader程序IAP功能烧录,也可以通过JTAG烧录,以后需要更新时可以通过IAP代码进行烧录。
两部分代码存放在flash不同的地址位置,从最低地址区开始存放Bootloader,在其后指定位置存放APP程序。
STM32F4的内部闪存(flash)地址起始于0x08000000,一般情况下,程序文就从此地址开始写入。此外STM32是基于Cortex-M4 内核的微控制器,其内部通过一张“中断向量表”来响应中断,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,而这张“中断向量表”的起始地址是0x08000004,当中断来临,STM32F4 的内部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中断服务程序。
IAP程序满足的要求:
  •       新程序必须在IAP程序之后的某个偏移量为x 的地址开始;
  •    必须将新程序的中断向量表相应的移动,移动的偏移量为x
1.程序起始地址设置方法
打开pbdr_v110工程,点击Options for Target /Target选项卡,如图一所示:
图一 Flash app target 选项卡设置
默认条件下,图中IROM1的起始地址(Start)一般为0x08000000,大小1M(Size)为0x100000。而我们设置APP程序起始地址为0X08010000,即偏移量为0x10000(64K字节),留给用户flash空间(size)是1024k-64k=960K。偏移量是定义留给bootloader程序的地址空间大小。发布者可以定义bootloader空间的大小这里我定义的是64K,偏移量为0x200的倍数即可。(本设计的bootloader只有16K左右),这里留有余量,方便bootloader以后的升级修改。
1.中断向量表的偏移设置方法
在pbdr_v110版本中在mian.c中设置如下:
完成中断向量表偏移量的设置
MDK编译默认生成.hex文件,而升级程序需要生成.bin文件。MDK自带的格式转换工具fromelf.exe,来实现.axf文件到.bin文件的转换。该工具在MDK的安装目录\ARM\BIN40文件夹下。通过下一步设置,可以在MDK编译成功之后,调用fromelf.exe (注意,MDK的安装路径,我的路径D:\Keil_v5\ARM\ARMCC\bin),根据当前工程pbdr.axf,生成一个pbdr.bin文件。存放在OBJ文件夹下。在得到.bin文件后,我们只需要将这个bin文件通过串口传送给单片机,即可执行代码的下载以及升级。

五、下载验证:
将JTDO(PB4)与GND短接,上电后,LED灯D6开始闪烁,说明进入下载更新状态。
丝印见PB-20背面。
通过TTL转usb连上电脑端串口,打开IAP更新软件(打开应用程序IAP_Download_USART\IAP_Download_USART\obj\Debug文件夹中IAP_Download_USART.exe文件或直接打开附件中IAP_Download_USART.exe应用程序),打开串口即可选则发送BIN文件进行代码下载。

关闭下载窗口,断开短接线即可运行更新后的程序。

stm32 IAP Bootloader V1.4源码:
  1. /*--------------------------------------------------------------------------------------
  2. @file:    IAP_Serial
  3. @version: V1.0
  4. @author:  Shanwu.5_W && Potter_lv
  5. @Introduction : Unlock flash   load_app from serial
  6. --------------------------------------------------------------------------------------*/
  7. #include "sys.h"
  8. #include "delay.h"  
  9. #include "usart.h"   
  10. #include "led.h"  
  11. #include "stmflash.h"
  12. #include "iap.h"  

  13. void Button_Switch_DFU_Init(void)    //按键升级初始化
  14. {
  15.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  16.   RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB, ENABLE);

  17.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;
  18.   GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
  19.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;
  20.   GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
  21. }
  22. #define  GET_BUTTON_STATE   GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_3)

  23. int main(void)
  24. {
  25.         u8 t;
  26.         
  27.         NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置系统中断优先级分组2
  28.         delay_init(168);  //初始化延时函数
  29.         uart_init(115200);                //初始化串口波特率为115200
  30.         
  31.         LED_Init();                                        //初始化LED
  32.         Button_Switch_DFU_Init();                //初始化跳转APP程序接口
  33.         
  34.         while(1)
  35.         {
  36.                         t++;
  37.                         delay_ms(10);
  38.                         if(t==30)
  39.                         {
  40.                                 LED0=!LED0;                  //D6闪烁 等待更新状态
  41.                                 t=0;
  42.                         }                        
  43.                         if(GET_BUTTON_STATE != 0x00)        //悬空进入更新进程
  44.                         {                                       
  45.                                 if(((*(vu32*)(FLASH_APP1_ADDR+4))&0xFF000000)==0x08000000)   //判断是否为0X08XXXXXX.
  46.                                 {         
  47.                                         USART_Cmd(USART2, DISABLE);                                //失能串口2 ,防止跳转到App程序时死机                                       
  48.                                         iap_load_app(FLASH_APP1_ADDR);                             //执行FLASH APP代码               
  49.                                 }else
  50.                                 {
  51.                                         printf("非FLASH应用程序,无法执行!\r\n");           
  52.                                 }
  53.                         }
  54.                 }                        
  55. }
复制代码

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全部资料51hei下载地址:
IAP_release.rar (2.24 MB, 下载次数: 126)

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ever343 发表于 2018-11-15 14:30 | 显示全部楼层
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bingnuo1023 发表于 2018-11-16 15:10 | 显示全部楼层
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dkydkyshow 发表于 2018-12-13 14:13 | 显示全部楼层
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shenme 发表于 2018-12-18 21:53 | 显示全部楼层
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烟花绽放 发表于 2018-12-21 11:52 | 显示全部楼层
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ztin0501 发表于 2019-1-2 16:51 | 显示全部楼层
感謝分享~~
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dsc78 发表于 2019-1-8 09:47 | 显示全部楼层

感謝分享~~
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m4416202 发表于 2019-1-17 09:59 | 显示全部楼层
希望可以下来用用
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yutian2017 发表于 2019-1-17 21:08 | 显示全部楼层
谢谢分享
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等等biu 发表于 2019-1-22 17:29 | 显示全部楼层
大家有下载的吗?可以分享一下吗
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doube08 发表于 2019-1-26 11:37 | 显示全部楼层
m4416202 发表于 2019-1-17 09:59
希望可以下来用用

用起来了么
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laifengjian 发表于 2019-2-12 19:40 | 显示全部楼层
学习学习
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hellowC8051 发表于 2019-2-15 08:44 | 显示全部楼层
谢谢分享
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xiaosir 发表于 2019-4-7 17:03 来自手机 | 显示全部楼层
好东西,学习了!
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hpdell 发表于 2019-4-8 16:40 | 显示全部楼层
谢谢分享
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zqbx123 发表于 2019-4-8 21:02 | 显示全部楼层
感谢分享
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ahai0306 发表于 2019-4-9 15:17 | 显示全部楼层
非常好,感谢分享。
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topdream 发表于 2019-4-9 16:54 | 显示全部楼层
这是大佬!
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zixiaguying 发表于 2019-4-14 12:35 | 显示全部楼层
上位机源码没有
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