STM32学习笔记----串口IAP

IAP的简介

STM32的常用编程方式分为以下两种：

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

在程序中编程（IAP）： 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。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（Bootloader)。

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。

IAP的原理

IAP其实将传统的程序分为了两个部分，一个称为BootLoader区，另一个称为APP区域（用于存放用户升级的程序）。
其中BootLoader区代码是通过SWD/JTAG方式先下载到单片机中去的，这一部分代码又称为引导代码。它的主要作用有：

接收从预留通信接口传来的bin文件（后面会讲为什么是bin文件）
把程序写在IAP应用程序的存储区域
跳转到真正的应用程序去执行。

一般上电后STM32的执行步骤主要分为以下几步：

1.STM32上电复位后，从0X08000004取出复位中断向量地址，并跳转到复位中断中去运行
2.在复位中断执行完后，就开始跳入到程序的main函数中执行
3.在main函数中接收到了中断请求后，跳入到中断服务函数中去执行，执行完后再次跳回到main函数中。

加入IAP后STM32上电后运行过程如下：

1.STM32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STM32的FLASH。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，程序再根据我们设置的中断向量表偏移量，跳转到对应中断源新的中断服务程序中。

4.在执行完中断服务程序后，程序返回main函数继续运行

IAP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，我们只讨论一个APP程序的情况）。这样我们就是要实现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。

正常时系统在执行APP应用程序，人工通过串口发送升级命令与升级用的程序（bin文件）给系统。系统接收命令进行复位，进入了bootloader程序。boot loader程序判断需要更新，便取出bin文件，放入app应用程序区。之后复位执行新的app程序。

IAP程序必须满足两个要求
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；

开始制作IAP

第一步：应用程序生成bin文件

1、打开新的程序，设置APP程序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fromelf.exe，根据.axf文件生 成.bin文件，用于IAP更新。

D:\MDK5.14\ARM\ARMCC\bin\fromelf.exe --bin -o …\OBJ\TEST.bin …\OBJ\TEST.axf
–bin -o …\OBJ\TEST.bin …\OBJ\TEST.axf 是附加的命令，其中TEST.bin与TEST.axf的后缀不变，TEST则根据不同程序不同。，TEST的名称与下图保持一致。

4、编译一次后，在工程的OBJ文件夹下可见 TEST.bin 文件

第二步：制造并下载Boot loader程序

一般自己写的Boot Loader程序的起始地址是0x0800 0000，随后应用程序起始地址是0x0800 0000 + M (M是Boot Loader程序的大小)

1、编写Boot Loader程序，实现三个功能
1)开启串口中断，当串口中有数据过来时将数据保存；
2)写Flash功能，将保存的数据写入Flash 的指定地址；
3)跳转功能，写入成功后跳转至指定地址执行程序。

2、将自己写的Boot Loader程序下载至芯片中。Boot Loader的地址是0x0800 0000;

第三步：下载bin文件

1、打开串口助手，波特率设置和Bootloader的设置一样；
2、选择传输的文件为bin文件；
3、点击发送文件，发送时触发boot loader的串口中断，并保存数据；
4、发送结束后，通过按键等给Bootloader程序发送升级程序命令；
5、bootloader把程序文件写入指定地址，并跳转至该地址执行。

Boot Loader程序

1、主函数



2、串口程序（包括串口初始化与串口中断）



3、写Flash程序（包括写程序和跳转程序）


其中STMFLASH_Write(fwaddr,iapbuf,1024); 是STM32固件库文件的程序，可以一次写入2K字节到Flash，需要在工程中添加stmflash.c文件
MSR_MSP();函数是设置栈顶函数，在sys.c文件中