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2022-04-07 09:41:33
STM32 IAP固件升级程序源代码。
STM32通过串口,接 收上位机、APP、或者服务器来的数据,更新设备的固件,也就是说上位机端(需用户自己编写)可以通过wifi转串口,网口转串口,GPRS转串口模块等,给这个STM32设备端发送设备要升级的固件程序(BIN文件)。
这是一个设备端(客户端)固件程序。
串口采用环形队列接收模式,超强处理。
:86100626557937528dgkghkgj
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更新日志:2020.10.30
1.增加QT版上位机【QT版本V4.11.1】;
2.重构升级逻辑,避免升级过程因干扰或中断造成失败;
3.优化代码逻辑;
4.支持一键升级(在主程序运行状态下直接更新固件)
资料内容:
1.包含单片机运行程序及Bootloader源码;
2.包含C#上位机源码【VS2019】
3.包含QT上位机源码(C++)
4.包含exe可直接运行上位机
答疑:
问:我用的硬件是485,可以直接用吗?
答:不论是232还是485,本质都是单片机的串口协议,都可以使用,485需要配置收发引脚
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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,执行更新操
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:
/*--------------------------------------------------------------------------------------
@file: IAP_Serial
@version: V1.0
@author: Shanwu.5_W && Potter_lv
@Introduction : Unlock flash load_app from serial
--------------------------------------------------------------------------------------*/
#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "led.h"
#include "stmflash.h"
#include "iap.h"
void Button_Switch_DFU_Init(void) //按键升级初始化
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB, ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
}
#define GET_BUTTON_STATE GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_3)
int main(void)
{
u8 t;
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置系统中断优先级分组2
delay_init(168); //初始化延时函数
uart_init(115200); //初始化串口波特率为115200
LED_Init(); //初始化LED
Button_Switch_DFU_Init(); //初始化跳转APP程序接口
while(1)
{
t++;
delay_ms(10);
if(t==30)
{
LED0=!LED0; //D6闪烁 等待更新状态
t=0;
}
if(GET_BUTTON_STATE != 0x00) //悬空进入更新进程
{
if(((*(vu32*)(FLASH_APP1_ADDR+4))&0xFF000000)==0x08000000) //判断是否为0X08XXXXXX.
{
USART_Cmd(USART2, DISABLE); //失能串口2 ,防止跳转到App程序时死机
iap_load_app(FLASH_APP1_ADDR); //执行FLASH APP代码
}else
{
printf("非FLASH应用程序,无法执行!\r\n");
}
}
}
}复制代码
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全部资料51hei下载地址:
IAP_release.rar
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2018-10-18 14:39 上传
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iap升级的例子
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基于STM32F103串口iap升级程序的IAP工程和APP工程
2019-01-17 10:16:03与我博客里面写的STM32串口iap升级相关博文关联,单片机下载iap和app固件后,通过QT上位机连接STM32设备串口可实现单片机固件的交替升级功能,亲测稳定可用 -
STM32 IAP升级固件 + 上位机 例程
2020-05-17 16:18:592、APP固件程序实现自定义功能,接收上位机下发的bin文件 3、上位机加载APPbin文件,分割下发至APP固件程序(本例程使用QT开发) 一、IAP升级简单介绍 原理参见: 两种方式: 本例程采用方式二升级 二、 ...本例程实现功能:
1、IAP固件程序实现固件APP搬移,跳转至APP
2、APP固件程序实现自定义功能,接收上位机下发的bin文件
3、上位机加载APPbin文件,分割下发至APP固件程序(本例程使用QT开发)
一、IAP升级简单介绍
基本原理不做赘述,参见:https://blog.csdn.net/wzy15965343032/article/details/88545225
两种方式:
方式1: IAP固件直接接收上位机下发的程序,将程序写入APP区域,完成后跳转至APP部分。这种方法正点原子有相应的例程;
方式2:
FALSH区域分为4部分:IAP区、APP运行区、APP下载区、参数区域
1、IAP部分检测APP程序是否有更新,有更新需从APP下载区搬运程序至APP运行区,完成后跳转至APP区域;如无更新,直接跳转。
2、APP区域负责运行程序主流程,如是APP升级数据包,则将此包写入APP下载区,同时更新参数区升级标志
3、APP下载区主要存放更新程序
4、参数区域存放升级标志以及其他参数
本例程采用方式二升级
二、固件程序
STM32F103CBT6芯片使用HAL库开发
1、flash区域划分
分区 大小 扇区 地址 IAP 10k 0-9 0x08000000-0x080027FF APP运行区 58k 10-57 0x08002800-0x08010FFF APP下载区 58k 58-126 0x08011000-0x0801F7FF 参数区 2k 127-128 0x0801F800-0x0801FFFF 2、IAP程序开发
根据需求,IAP程根据参数区标志位判定是否要升级,只需要完成flash读写即可,为方便调试附带串口打印功能;
跳转APP部分程序一为固定代码,如下程序流程图如下:
程序例程:
//跳转到应用程序段 //ulAddr_App:APP运行区地址. void IAP_ExecuteApp ( uint32_t ulAddr_App ) { pIapFun_TypeDef pJump2App; //检查栈顶地址是否合法. if ( ( ( * ( __IO uint32_t * ) ulAddr_App ) & 0x2FFE0000 ) == 0x20000000 ) { pJump2App = ( pIapFun_TypeDef ) * ( __IO uint32_t * ) ( ulAddr_App + 4 ); //用户代码区第二个字为程序开始地址(复位地址) MSR_MSP( * ( __IO uint32_t * ) ulAddr_App ); //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) pJump2App (); //跳转到APP. } } void IAP_Copy_App(void) { uint8_t i; uint8_t buf[2] = {0x96,0x69}; //擦除App扇区 Flash_EraseSector(10,67); for(i = 0;i < 58;i++) { FLASH_ReadPage(68 + i,FLASH_BUFF); HAL_Delay(10); FLASH_WritePage(10 + i,FLASH_BUFF); } FLASH_WriteNData(FLASH_APP_UPTADE,buf,2); } int main(void) { /* USER CODE BEGIN 1 */ /* USER CODE END 1 */ /* MCU Configuration----------------------------------------------------------*/ /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */ HAL_Init(); /* USER CODE BEGIN Init */ /* USER CODE END Init */ /* Configure the system clock */ SystemClock_Config(); /* USER CODE BEGIN SysInit */ /* USER CODE END SysInit */ /* Initialize all configured peripherals */ MX_GPIO_Init(); MX_DMA_Init(); MX_USART3_UART_Init(); /* USER CODE BEGIN 2 */ USER_UART_Init(); /* USER CODE END 2 */ /* Infinite loop */ /* USER CODE BEGIN WHILE */ HAL_Delay(100); printf("IAP start\r\n"); while(1){ uint16_t ret = FLASH_ReadHalfWord(FLASH_APP_UPTADE); printf("update = %04x \n",ret); if(ret == UPTADE_FALG) { printf("Updata App...\r\n"); IAP_Copy_App(); printf("Updata App Succeed...\r\n"); } IAP_ExecuteApp(FLASH_APP_START); } /* USER CODE END 3 */ }
3、APP程序开发
APP程序需要:1、flash读写;2、串口接收,发送;3、中断向量表重定义;4、程序重启
程序主流程:串口接收数据包(1024byte)直接写入flash(58扇区开始,往后写),为方便方便理解移植,本demo接收16K文件然后重启。(正式版本可以通过通信协议控制)
void IAP_WriteBin(int ii,uint8_t *pBuff,uint32_t Len) { uint8_t buf[2] = {0xAA,0x55}; //擦除DOWNLOAD扇区 Flash_EraseSector(68+ii,68+ii+1); //写入程序 FLASH_WritePage(68+ ii,pBuff); if (ii > 15){ //更新标记 FLASH_WriteNData(FLASH_APP_UPTADE,buf,2); //复位单片机 NVIC_SystemReset(); } } void cmdProcess() { if(g_rx232_end_flag == 1) { IAP_WriteBin(current,g_rx232_buffer,g_rx232_len); current ++; HAL_Delay(10); memset(g_rx232_buffer,0,g_rx232_len);/*清接收缓存 */ g_rx232_len=0; /*清除计数 */ g_rx232_end_flag=0; /*清除接收结束标志位*/ HAL_UART_Receive_DMA(&huart3,g_rx232_buffer,BUFFER_SIZE);/*重新打开DMA接收*/ } if(g_rx485_len) { IAP_WriteBin(current,g_rx232_buffer,g_rx232_len); current ++; HAL_Delay(10); memset(g_rx485_buffer,0,g_rx485_len);/*清接收缓存 */ HAL_UART_Receive_DMA(&huart1,g_rx485_buffer,BUFFER_SIZE); g_rx485_len = 0; } }
三、上位机程序
使用QT进行开发
1、加载BIN文件
2、串口操作
3、程序分割下载(1024字节bin文件数据包)
void MainWindow::on_pushButton_loadfile_clicked() { QString fileName=QFileDialog::getOpenFileName(this,QString::fromLocal8Bit("bin file"),qApp->applicationDirPath(), QString::fromLocal8Bit("bin File(*.bin)"));//新建文件打开窗口 if (fileName.isEmpty())//如果未选择文件便确认,即返回 return; QFile file(fileName); if(!file.open(QIODevice::ReadOnly) ui->label_filepath->setText(file.errorString());//文件打开错误显示错误信息 arry=file.readAll();//读取文件 ui->label_filepath->setText(fileName); ui->textEdit_3->append(arry.toHex()); qDebug()<<arry.length(); file.close(); } void MainWindow::on_pushButton_download_clicked() { if (arry.length() <= 0){ qDebug()<<"part num = 0 "; return; } unsigned char temp[1200]; unsigned char crc[2]; QString string; int j = 0; QByteArray partbuff; partbuff.resize(1200); partbuff.clear(); upgrade.sum_part = arry.length()/1024; for(int i = 1 ;i <= upgrade.sum_part; i++) { partbuff.clear(); partbuff.append(arry.mid(j,1024)); memcpy( temp,partbuff,1024); myCom->write(partbuff,1024); delay_MSec(3000); //升级判定返回 ui->progressBar->setValue(0); j = j + 1024; string = "\n" + QString::number(i) + "\n" +partbuff.toHex() +ui->textEdit_4->toPlainText(); ui->textEdit_4->clear(); ui->textEdit_4->setText(string); delay_MSec(100); } }
本例程源码:
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