C#制作STM32上位机升级工具（基于Modbus协议）
思路很简单，C#制作一个上位机工具，将读取的bin文件通过串口下发至单片机，一帧数据包含：7字节的Modbus协议帧头+200字节数据更新包（最后一帧少于等于200字节）+2字节的CRC校验码。单片机在boot中解析协议，协议解析无误后，将数据更新包写入Flash中，然后返回特定的数据。上位机根据返回的数据判断本次数据是否写入成功，如果写入成功继续下发新的更新包，如果写入失败重复发送本次更新包。通讯间隔100ms。
开发环境：Visio Studio 2015
一.新建windows窗体应用程序：
二.绘制基本界面：
在工具箱中的公共控件下找到以下三个控件Label、ComboBox、Button，拖拽到Form中。鼠标点击控件后可以在属性栏中修改控件的相应属性。
选中修改串口波特率对应的CommboBox控件，点击Items属性，输入相应的波特率值，保存。其他控件的属性就是改改名字，外形大小、颜色等。
然后再放两个TextBox控件显示加载信息等，以及几个按钮。最后界面如下：
三.添加串口控件以及文件对话框：
在工具箱中找打组件下的SerialPort控件，也就是串口控件；对话框下的OpenFileDialog控件，拖拽到Form下的空区域中
现在所用到的控件都已经加到窗体中了，基本工作已经完成了。接下来开始撸代码了。
四.代码撸起来
1.搜索可用串口，并显示在CommboBox中显示串口名称。双击搜索端口按钮，会自动跳转到代码编辑处，在button_Clik事件函数下添加更新端口的函数。
private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
{
string[] ArryPort = System.IO.Ports.SerialPort.GetPortNames();
comboBox2.Items.Clear();
for (int i = 0; i < ArryPort.Length; i++)
{
comboBox2.Items.Add(ArryPort[i]);
}
}2.打开/关闭串口。双击启用端口按钮，加入以下代码。
private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
if (button1.Text == "启用端口")
{
try
{
serialPort1.PortName = comboBox2.Text;
serialPort1.Open();
comboBox2.Enabled = false;
button2.Enabled = false;
button1.Text = "关闭端口";
}
catch
{
System.Media.SystemSounds.Beep.Play();
MessageBox.Show("端口打开失败", "错误");
}
}
else
{
try
{
serialPort1.Close();
button2.Enabled = true;
comboBox2.Enabled = true;
button1.Text = "启用端口";
}
catch
{
System.Media.SystemSounds.Beep.Play();
MessageBox.Show("关闭串口失败", "错误");
}
}
}3.修改串口波特率。双击串口波特率对应的CommboBox，加入以下代码。
private void comboBox1_SelectedIndexChanged(object sender, EventArgs e)
{
serialPort1.BaudRate = Convert.ToInt32(comboBox1.Text);
}4.在Form1_Load中创建串口接收线程，并且初始化串口波特率，串口的其他参数配置使用默认即可。串口接收也可以使用数据接收事假，类似于STM32的串口接收中断。下面的代码是创建串口接收线程，以线程的方式接收串口数据。
private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
{
serialPort1.BaudRate = 115200;
comboBox1.Text = "115200";
Thread ReadSerialPort = new Thread(new
ParameterizedThreadStart(SerialPortReadThread));
ReadSerialPort.IsBackground = true;
ReadSerialPort.Start();
}如果使用事件的方式接收数据，按一下步骤操作即可：
5.打开.bin文件。双击文件按钮，加入以下代码：
string BinText;
OpenFileDialog MyFileDialog;
private void button7_Click(object sender, EventArgs e)
{
BinText = "";
MyFileDialog = new OpenFileDialog();
MyFileDialog.InitialDirectory =
Environment.GetFolderPath(Environment.SpecialFolder.DesktopDirectory);
MyFileDialog.Filter = @"|*.bin";
if (MyFileDialog.ShowDialog() == DialogResult.OK)
{
string filePath = MyFileDialog.FileName;
FileStream Myfile = new FileStream(filePath,FileMode.Open,FileAccess.Read);
BinaryReader binreader = new BinaryReader(Myfile);
MyPublicPara.FileLength = (int)Myfile.Length;//获取bin文件长度
MyPublicPara.Binchar = binreader.ReadBytes((int)Myfile.Length);
textBox4.Text = MyFileDialog.SafeFileName;
textBox4.Text += " "+Myfile.Length+"Byte\r\n\r\n";
}
}到这一步，我们已经可以打开串口、打开指定的bin文件了，接下来就是通过串口把bin文件发出去。
6.发送bin文件。
点击开始更新按钮，加入以下代码：
public delegate void ClearProgressValue();
Progress progressForm;
List开始更新后，先下发一个复位指令，让单片机复位进入boot程序，延迟2s后创建下发bin文件的线程，开始更新。指令格式按照modbus协议，不清楚modbus协议的百度之。这里提供一个modbus的16位CRC校验计算公式，可以用来计算或者校验一帧数据的CRC，如下：
public static ushort ModbusCRC16(byte[] data,int length)
{
int len = length - 2;
ushort crc_value = 0xFFFF;
for (int i = 0; i < len; i++)
{
crc_value ^= (ushort)data[i];
for (int j = 8; j != 0; j--)
{
if ((crc_value & 0x0001) != 0)
{
crc_value >>= 1;
crc_value ^= 0xA001;
}
else
{
crc_value >>= 1;
}
}
}
return crc_value = (ushort)(((crc_value & 0x00ff) << 8) | ((crc_value & 0xff00) >> 8));
}7.开始下发bin文件。
/*------------------------------------------------------------------------------------------
* 函数名称：Updata(object length)
* 描 述：下发.BIN文件
* 输 入：无
* 输 出：无
* ----------------------------------------------------------------------------------------*/
public delegate void SendBin();
public void Updata()
{
int TxCount = 0;
int i = 0;
byte[] Updata_CMD = new byte[256];
Updata_CMD[TxCount++] = 0x01;
Updata_CMD[TxCount++] = 0x10;
Updata_CMD[TxCount++] = 0x26;
Updata_CMD[TxCount++] = 0X54;
Updata_CMD[TxCount++] = 0x00;
if(MyPublicPara.UpdataCount < (MyPublicPara.FileLength / 200))
{
Updata_CMD[TxCount++] = 0X64;
Updata_CMD[TxCount++] = 0xC8;
for (i = 0; i < 200; i++)
{
Updata_CMD[TxCount++] = MyPublicPara.Binchar[MyPublicPara.UpdataCount * 200+i];
}
}
else if (MyPublicPara.UpdataCount == (MyPublicPara.FileLength / 200))
{
Updata_CMD[TxCount++] = (byte)((MyPublicPara.FileLength - 200 * MyPublicPara.UpdataCount) / 2);
Updata_CMD[TxCount++] = (byte)(Updata_CMD[5] * 2);
for (i = 0; i < (MyPublicPara.FileLength-(MyPublicPara.FileLength / 200)*200); i++)
{
Updata_CMD[TxCount++] = MyPublicPara.Binchar[MyPublicPara.UpdataCount * 200 + i];
}
MyPublicPara.UpdataCount = (MyPublicPara.FileLength / 200) + 1; //已经更新到最后一帧
}
ushort crc_value = ModbusCRC16(Updata_CMD, TxCount);
Updata_CMD[TxCount++] = (byte)((crc_value >> 8) & 0xff);
Updata_CMD[TxCount++] = (byte)(crc_value & 0xff);
if (serialPort1.IsOpen)
serialPort1.Write(Updata_CMD, 0, TxCount);
CMD_TO_SEND = (ushort)command.UPDATA_CMD;
for (i = 0; i < TxCount; i++)
{
BinText += Updata_CMD[i].ToString("X2") + " ";
}
UpdataMessageToShow(BinText + "\r\n");
BinText = "";
}
/*------------------------------------------------------------------------------------------
* 函数名称：SendBinFileThread(object length)
* 描 述：下发更新固件线程
* 输 入：无
* 输 出：无
* ----------------------------------------------------------------------------------------*/
public delegate void Button8Click();
private void Button8Enable()
{
button8.Enabled = true;
}
public void SendBinFileThread(object length)
{
while (MyPublicPara.UpdataCount <= ((MyPublicPara.FileLength / 200)))
{
this.Invoke(new SendBin(Updata));
Thread.Sleep(100);
}
this.Invoke(new Button8Click(Button8Enable));
MyPublicPara.UpdataCount = 0;
}前面说了，下发bin文件时在线程中完成的，点击开始更新按钮时创建了一个下发bin文件的线程。为了在下发更新文件时不影响界面的流程度，我们使用了线程委托的方式 public delegate void SendBin()。
8.有发有回。
STM32更新固件一定要小心，有一个字节写入错误就可能导致更新失败，更新完毕后死机等等。所以必须上位机必须校验单片机的返回数据，只有返回数据校验正确后，才继续下发新的更新内容，否则一直下发本次更新内容，直至校验正取。加入串口读取并解析的线程：
/*------------------------------------------------------------------------------------------
* 函数名称：SerialPortRead()
* 描 述：读取串口函数
* 输 入：无
* 输 出：无
* ----------------------------------------------------------------------------------------*/
public delegate void SerialPortReDelegate();
public delegate void addProgress();
public void SerialPortRead()
{
if (serialPort1.IsOpen)
{
int RxLength = serialPort1.BytesToRead;
byte[] ReceiveData = new byte[RxLength];
serialPort1.Read(ReceiveData, 0, RxLength);
ushort crc_value = ModbusCRC16(ReceiveData, RxLength);
if ((RxLength >= 8) && (crc_value == ((ushort)(ReceiveData[RxLength - 2] << 8) | ReceiveData[RxLength - 1])))
{
if (CMD_TO_SEND == (UInt16)command.UPDATA_CMD)
{
MyPublicPara.UpdataCount++;
CMD_TO_SEND = (UInt16)command.OK;
this.Invoke(new addProgress(progressForm.AddProgress));
}
}
RxLength = 0;
}
}
/*------------------------------------------------------------------------------------------
* 函数名称：SerialPortReadThred()
* 描 述：串口读取线程
* 输 入：无
* 输 出：无
* ----------------------------------------------------------------------------------------*/
public void SerialPortReadThread(object length)
{
while (true)
{
this.Invoke(new SerialPortReDelegate(SerialPortRead));
Thread.Sleep(1);
}
}C#中使用指针不是很方便，所以程序中用MyPublicPara.UpDataCount这个变量代替指针指向bin文件中的元素，只有在本次更新成功后，MyPublicPara.UpDataCount才指向下一待更新的数据包，每次更新更新的数据包大小为200字节，如果最后一包数据不够200字节就把剩下的数据作为1包发送出去，选用200字节的大小，因为stm32在写入flash时是以字或半字写入的，所以数据包大小必须为4的整数倍。
到这儿这个小工具基本完成了，最后还可以再添加一个ProgressBar控件用来指示当前的更新进度。
9.指示当前更新进度。
右键>>添加>>新建项，选择window窗体。
在这个窗体中加入一个ProgressBar控件，和一个Label控件，用于显示更新进度，如下：
双击窗体，在load时间中加入以下代码，就是设置ProgressBar的最大值=bin文件长度/200，因为我们是以200字节大小下发一次更新数据的，所以ProgressBar最大值就是更大的更新次数。
private void Progress_Load(object sender, EventArgs e)
{
label1.Text = "0%";
progressBar1.Maximum = Form1.MyPublicPara.FileLength/200;
Form1.MyPublicPara.ProgressOpened = 1;
}在Progress命名空间下加入以下代码：
private delegate void Label1SetText(string text);
private void labelSetText(string text)
{
if (this.label1.InvokeRequired)
{
Label1SetText d = new Label1SetText(labelSetText);
this.Invoke(d, new object[] { text });
}
else
{
this.label1.Text = text;
}
}
public void AddProgress()
{
if (progressBar1.Value < progressBar1.Maximum)
{
progressBar1.Value++;
}
labelSetText(((progressBar1.Value * 100) / progressBar1.Maximum).ToString() + "%");
}为了避免ProgressBar控件再载入的过程中影响界面的流畅度，同样使用了委托来更新Label的值和ProgressBar的进度。
到这儿，基本完成了小工具的制作，下面就可以愉快的更新啦。
