STM32-IAP基本原理及应用 - ICP、IAP程序下载流程 - 程序执行流程 - 配置IAP到STM32F4xxx

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1.串口IAP介绍1.1STM32编程方式1.2STM32系列芯片系统存储器区域1.2.1 STM32F40x/41x1.2.2 STM32F42x/43x 1.3STM32启动模式选择1.4ICSEO靠我P下载流程1.5IAP下载流程1.6一般的程序执行流程1.7加入IAP之后程序运行程序1.8STM32复位后如何跳转到main函数1.9IAP升级应用程序过程 2.APP程序的生成步骤2.1设置APPSEO靠我程序的起始地址和存储空间大小（以FLASH为例）2.2中断向量表的偏移量设置方法2.3设置MDK编译后运行fromelf.exe，生成.bin文件.2.4测试程序

1.串口IAP介绍

1.1STM32编程SEO靠我方式

①在线编程（ICP,In-Circuit Programming）

:通过JTAG/SWD协议或者系统加载程序(Bootloader，串口)下载用户应用程序到微控制器中。

②在程序中编程(IAP,InSEO靠我 Application Programming):通过任何一种通信接口(如IO端口,USB,CAN,UART,I2C,SPI等)下载程序或者应用数据到存储器中（需要在此前通过在线编程中的一种下载方式SEO靠我已经下载好了一段代码到FLASH前面的一段区域）。也就是说，STM32允许用户在应用程序中重新烧写闪存存储器中的内容。然而，IAP需要至少有一部分程序已经使用ICP方式烧到闪存存储器中（BootloaSEO靠我der)。在不需要操作硬件平台的情况下实现升级（远程）。每种STM32芯片（M0,M3,M4)，它们的主存储器结构可能不一样，但是他们都有一个叫“系统存储器”的区域，此区域是留给ST自己用来存放芯片的SEO靠我bootloader程序，此程序在芯片出厂的时候已经固化在芯片内部。系统存储器的Bootloader程序会通过串口1接受应用程序。

1.2STM32系列芯片系统存储器区域

系统存储器：只留给ST用来写启动SEO靠我程序代码代码。启动程序代码通过串口1接口实现对闪存存储器的编程。

1.2.1 STM32F40x/41x

1.2.2 STM32F42x/43x

1.3STM32启动模式选择

系统存储器模式用于程序下载，主闪SEO靠我存存储器模式执行应用程序。

1.4ICP下载流程

BOOT0接1，系统存储器被选为启动区域，系统存储器有一段启动代码，启动代码从串口1接受程序，从地址0x08000000开始写入。JTAG/SWD下载，直SEO靠我接下载到FLASH指定区域。

1.5IAP下载流程

首先向内存中下载Bootloader代码，该部分代码与系统存储器中的BootLoader代码不是一个概念，此处的Bootloader代码可通过ICP下载SEO靠我方式进行写到（以FLASH为例）以0x08000000开始的地址区域。Bootloader代码可根据自身需求编写，比如在Bootloader中开放一个UART串口接口，串口接口就可以接受数据，比如说已SEO靠我经编译好的应用程序BIN文件格式，Bootloader可以通过串口接收数据，将程序写入到FLASH的另外一片区域，写完之后又可以从程序中跳转到应用程序来执行。也就是说Bootloader负责接收真正的SEO靠我应用程序，并将程序写入到另外一段FLASH区域，操作完根据需求跳转到应用程序去执行。

1.6一般的程序执行流程

以程序存储的FLASH为例，以地址0x08000000开始，四个地址存放“栈顶地址”，从地址SEO靠我0x08000004开始存放的是中断向量表，中断向量表中存放中断服务函数的起始地址。第一步，当程序复位后，取出复位中断函数Reset_Handler的入口地址，偏移一定的地址找到复位中断程序；第二步，SEO靠我跳转到主函数入口，执行主函数程序；执行主程序过程中可能触发中断，在中断向量表中查找对应的中断应用程序入口地址，跳转到此中断入口，执行中断，执行完中断回到main函数的死循环。

STM32的内部闪存（FLSEO靠我ASH）地址起始于0x08000000，一般情况下，程序文件就从此地址开始写入。

0x08000004开始存放中断向量表。

当中断来临，STM32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SEO靠我根据中断源取出对应的中断向量执行中断服务程序。

①STM32复位后，从0X08000004地址取出复位中断向量的地址，并跳转到复位中断服务程序。

②在复位中断服务程序执行完之后，会跳转到我们的main函数SEO靠我。

③main函数执行过程中，如果收到中断请求（发生重中断），此时STM32强制将PC指针指回中断向量表处。

④根据中断源进入相应的中断服务程序。

⑤在执行完中断服务程序以后，程序再次返回main函数执行

1SEO靠我.7加入IAP之后程序运行程序

复位后，找到复位中断服务函数去执行，执行完成到主函数，主函数中包含IAP过程，IAP过程可以通过串口将程序包将程序写到FLASH的某一个区域，写完以后会进行跳转，跳转到应SEO靠我用程序FLASH区域（此区域包含新的中断向量表），执行完复位中断程序，跳转到主函数死循环，如果有中断触发，跳转到原程序的中断向量表，然后计算偏移量，再跳转到应用程序中断向量表的中断入口地址。

①STM3SEO靠我2复位后，还是从0X08000004地址取出复位中断向量的地址，并跳转到复位中断服务程序，在运行完复位中断服务程序之后跳转到IAP的main函数；

②在执行完IAP以后（即将新的APP代码写入STM32SEO靠我的FLASH，灰底部分。新程序的复位中断向量起始地址为0X08000004+N+M），跳转至新写入程序的复位向量表，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SEO靠我的main函数，如图标号②和③所示；

③在main函数执行过程中，如果CPU得到一个中断请求，PC指针仍强制跳转到地址0X08000004中断向量表处，而不是新程序的中断向量表；

④程序再根据我们设置的中SEO靠我断向量表偏移量，跳转到对应中断源新的中断服务程序中；

⑤在执行完中断服务程序后，程序返回main函数继续运行。

1.8STM32复位后如何跳转到main函数

在启动文件startup_stm32f40_41SEO靠我xxx.s中定义了一下内容：

; Reset handler Reset_Handler PROCEXPORT Reset_Handler [WEAK]IMPORT SystemInitSEO靠我IMPORT __mainLDR R0, =SystemInitBLX R0LDR R0, =__mainBX R0ENDP

1.9IAP升级应用程序过程

1）检查是否需要对第二部分代码（实际的应用程序代SEO靠我码）进行更新

2）如果不需要更新则转到4） 　　

3）执行更新操作 　　

4）跳转到第二部分代码执行

我们将第一个项目代码称之为Bootloader程序，第二个项目代码称之为APP程序，他们存放在STM32 FLASH的SEO靠我不同地址范围，一般从最低地址区开始存放Bootloader，紧跟其后的就是APP程序（注意，如果FLASH容量足够，是可以设计很多APP程序的，本章我们只讨论一个APP程序的情况）。这样我们就是要实现SEO靠我2个程序：Bootloader和APP。

STM32的APP程序不仅可以放到FLASH里面运行，也可以放到SRAM里面运行。我们后面主要讲解FLASH情况，对SRAM原理一致。

IAP程序必须满足的两个要SEO靠我求

：

①新程序（APP)必须在IAP程序(bootloader)之后的某个偏移量为x的地址开始；

②必须将新程序(APP)的中断向量表相应的移动，移动的偏移量为x；

2.APP程序的生成步骤

①设置APP程序SEO靠我的起始地址和存储空间大小;

②设置中断向量表偏移量 ：设置SCB->VTOR的值即可；

③设置MDK编译后运行fromelf.exe，生成.bin文件：通过在MDK User选项卡，设置编译后调用fromSEO靠我elf.exe，根据.axf文件生成.bin文件，用于IAP更新。

以正点原子实验50 串口IAP实验为例：

2.1设置APP程序的起始地址和存储空间大小（以FLASH为例）

其实地址为0x8010000，SEO靠我用1M减去0x10000得0xF0000存放APP。

在usart.c文件中，首先定义了一个数组Buff，Buff大小为USART_REC_LEN，USART_REC_LEN在usart.h中定义成12SEO靠我0*1024，由于Buff是u8数据类型，则Buff大小为120K，后面的__attribute__ ((at(0X20001000)))代表将Buff存放在SRAM以地址0X20001000开头的区SEO靠我域。

u8 USART_RX_BUF[USART_REC_LEN] __attribute__ ((at(0X20001000)));//接收缓冲,最大USART_REC_LEN个字节,存放的起始地址为SEO靠我0X20001000.

  在中断服务函数中，如果有数据将被接收，接收数据的最大长度不超过USART_REC_LEN。

void USART1_IRQHandler(void) //串口1中断服务程序 SEO靠我 {u8 Res; #if SYSTEM_SUPPORT_OSOSIntEnter(); #endifif(USART_GetITStatus(USART1, SEO靠我USART_IT_RXNE) != RESET) //接收中断(接收到的数据必须是0x0d 0x0a结尾){Res =USART_ReceiveData(USART1);//(USART1->DR);SEO靠我 //读取接收到的数据if(USART_RX_CNT<USART_REC_LEN){USART_RX_BUF[USART_RX_CNT]=Res;USART_RX_CNT++; } } SEO靠我 #if SYSTEM_SUPPORT_OSOSIntExit(); #endif }

在iap.h中定义了两个函数，iap_load_app实现入口跳转，在BootloSEO靠我ader中调用此函数，实现跳转，跳转到APP程序中执行。iap_write_appbin将接收到的数据写到FLASH中的某个区域，入口参数是APP的地址appxaddr，存放数据的Buff数组*appSEO靠我buf，要写入的长度applen。宏定义变量FLASH_APP1_ADDR为APP起始地址，起始地址不能随便写，需要根据Bootloader的大小进行编写。起始地址为0x08000000，偏移0x10SEO靠我000，即Bootloader大小为64k，给APP留的空间也就是1M减去64k。

#define FLASH_APP1_ADDR 0x08010000 //第一个应用程序起始地址(存放在FLASH)/SEO靠我/保留0X08000000~0X0800FFFF的空间为Bootloader使用(共64KB) void iap_load_app(u32 appxaddr); //跳转到APP程序执SEO靠我行 void iap_write_appbin(u32 appxaddr,u8 *appbuf,u32 applen); //在指定地址开始,写入bin

在iap.c中

iap_writeSEO靠我_appbin将接收到的应用程序写到FLASH的某个区域。iapfun jump2app; u32 iapbuf[512]; //2K字节缓存 //appxaddr:应SEO靠我用程序的起始地址 //appbuf:应用程序CODE. //appsize:应用程序大小(字节). void iap_write_appbin(u32 SEO靠我appxaddr,u8 *appbuf,u32 appsize) {u32 t;u16 i=0;u32 temp;u32 fwaddr=appxaddr;//当前写入的地址u8 *dfSEO靠我u=appbuf;for(t=0;t<appsize;t+=4){ temp=(u32)dfu[3]<<24; temp|=(u32)dfu[2]<<16; temp|=(u32)dfu[1]<<8;SEO靠我temp|=(u32)dfu[0]; dfu+=4;//偏移4个字节iapbuf[i++]=temp; if(i==512){i=0; STMFLASH_Write(fwaddr,iapbuf,512SEO靠我);fwaddr+=2048;//偏移2048 512*4=2048}} if(i)STMFLASH_Write(fwaddr,iapbuf,i);//将最后的一些内容字节写进去. i不够512个 SEO靠我 }

串口接收到的数据是一个字节一个字节地接收，所以需要通过以下代码，将每四个字节换算成一个u32的4字节数据类型，并保存在iapbuf中。然后再调用STMFLASH_Write写到FLASSEO靠我H的某个区域。

temp=(u32)dfu[3]<<24; temp|=(u32)dfu[2]<<16; temp|=(u32)dfu[1]<<8;temp|=(u32)dfu[0]; dfu+=4;/SEO靠我/偏移4个字节iapbuf[i++]=temp;

iap_load_app是跳转到以appxaddr为地址的应用程序段去执行应用程序。

//跳转到应用程序段 //appxaddr:用户代码SEO靠我起始地址. void iap_load_app(u32 appxaddr) {if(((*(vu32*)appxaddr)&0x2FFE0000)==0x2000000SEO靠我0) //检查栈顶地址是否合法.{ jump2app=(iapfun)*(vu32*)(appxaddr+4); //用户代码区第二个字为程序开始地址(复位地址) MSR_MSP(*(vu32*)apSEO靠我pxaddr); //初始化APP堆栈指针(用户代码区的第一个字用于存放栈顶地址)jump2app(); //跳转到APP.} }

2.2中断向量表的偏移量设置方法

在要生成APP的应用程SEO靠我序main函数中加入以下程序：

SCB->VTOR = FLASH_BASE | 0x10000;//设置偏移量，FLASH_BASE为0x08000000

2.3设置MDK编译后运行fromelf.exSEO靠我e，生成.bin文件.

  此处需要定位到自己电脑的具体位置。此处是以正点原子RTC实验为例，如果是其他的程序，则需要修改相应的名称。自己下载的软件目录最好不要带中文路径，否则不知道会出现什么问题。

具体路径SEO靠我如下（自己使用时，需要将路径改为自己电脑软件所在路径，后面的路径可以直接复制，并修改bin文件和axf文件名称，这两个文件名称需要根据【Output】界面的【Name of Executable】进行SEO靠我编写） "D:\Program Files\armmdk\ARM\ARMCC\bin\fromelf.exe"--bin -o ..\OBJ\RTC.bin ..\OBJ\RTC.axf

编译工程成功即可SEO靠我生成bin文件，如果路径不正确，工程将报错。

2.4测试程序

首先将IAP下载到开发板。由于手头只有STM32F429正点原子阿波罗开发板，所以需要将，板子类型改为STM32F429IGT6，然后编译工程SEO靠我下载到开发板即可。

打开串口调试助手，波特率为Bootloader中设置的串口波特率460800，选择【打开文件】，定位到APP程序所在项目目录，打开串口，然后点击【发送文件】即可成功。