【单片机学习之旅】(1-3)stm32F407自举配置

提示：文章写完后，目录可以自动生成，如何生成可参考右边的帮助文档

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前言

什么是自举？自举就是单片机初始化自己达到开始跑程序的过程。
就好比笔记本按下开机键到开机界面的过程。

一、自举模式

在STM32中存储器采用固定的存储器映射，代码区域起始地址为 0x0000 0000（通过 ICode/DCode 总线访问），而数据区域起始地址为 0x2000 0000（通过系统总线访问）。Cortex™-M4F CPU始终通过 ICode 总线获取复位向量，这意味着只有代码区域（通常为 Flash）可以提供自举空间。STM32F4xx 微控制器实施一种特殊机制，可以从其它存储器（如内部 SRAM）进行自举。

		复位后，在 SYSCLK 的第四个上升沿锁存 BOOT 引脚的值，
		用户可以通过设置BOOT1 和 BOOT0 引脚来选择需要的自举模式。
		平常都是选择主Flash启动，有些时候才会选择存储器自举

启动延迟结束后，CPU 将从地址 0x0000 0000 获取栈顶值，然后从始于 0x0000 0004 的自举存储器开始执行代码。
#如果器件从 SRAM 自举，在应用程序初始化代码中，需要使用 NVIC 异常及中断向量表和偏 移寄存器来重新分配 SRAM 中的向量表。

对于F407嵌入式自举程序模式用于通过以下串行接口重新编程 Flash：
● USART1(PA9/PA10)
● USART3（PB10/11 和 PC10/11）
● CAN2(PB5/13)
● USB OTG FS(PA11/12) 从设备模式（DFU：器件固件升级）。
嵌入式自举程序代码位于“系统存储器”中，在芯片生产期间由 ST 编程。
不同型号所支持的串行外设不同，详情请参见应用笔记 AN2606。

二、系统存储器自举

自举程序存储在 STM32 器件的内部自举 ROM 存储器 （系统存储器）中。在芯片生产期间由 ST 编程。其主要任务是通过一种可用的串行外设（USART、CAN、USB、I2C 等）将应用程序下载到内部 Flash 中。每种串行接口都定义了相应的通信协议，其中包含兼容的命令集和序列。

1.自举程序配置

	STM32F40xxx/41xxx 自举程序通过应用模式 1 激活

	很简单，只需要将Boot0置1，Boot1z置0就行。

系统所需配置：


对于 USARTx 自举程序，系统时钟由嵌入式内部高速 RC 提供。执行 CAN 和 DFU 自举程序需要使用频率 （介于 4 MHz 到 26 MHz 之间）的外部时钟。

	可以看出F40xxx系列可以选择的自举串行外设还是很多的
	而F10xxx系列只支持通过USART1进行自举，程序下载方式就少了

2.自举程序选择机制

上图是对不同串行外设的检测，其中最常用的莫过于USARTx 自举程序。

3.硬件连接要求

	现在电脑上几乎没有RS232串口，可以用USB转串口代替(CH340、CP2102、PL2303等)

	某些单片机甚至还支持IIC,SPI下载。

三、自举程序中使用的协议

1.USART 协议

当配置STM32微控制器为自举启动，系统将进入自举程序模式
自举程序代码将立即扫描 USARTx_RX 引脚，等待接收 0x7F 数据帧：
一个起始位，0x7F 数据位，偶校验位和一个停止位。

此数据帧的持续时间由 SysTick 定时器测量，并且定时器的计数值用于计算系统时钟相应的波特率因子。代码将初始化相应的串行接口。通过计算出的波特率，发送确认字节(0x79)给主机，表示 STM32 已准备好接收命令。

也就是说微控制器会等外部USART给它发送正确格式的数据帧：0x7F
然后自动根据数据帧持续时间把自己的串口初始化好，并返回0x79回应

—USART 自举程序命令

编程工具 (PC) 到器件的所有通信均通过如下方式验证：
—校验和：接收到的数据字节块进行异或运算。每个通信结尾增加一个字节（校验和字节），包含前面所有字节异或运算的结果。异或运算所有接收到的字节，即数据包加上校验和字节，结果必须为 0x00
— 针对每条命令，主机都会发送一个字节及其补码（异或结果 = 0x00）
— UART：激活奇偶校验（偶校验）
每个数据包或者被接受（ACK 应答）或者被丢弃（NACK 应答）：
• ACK = 0x79
• NACK = 0x1F

针对每个命令在AN3155应用笔记中有详细讲解，可以去STM32官方下载了解
根据这些命令可以自行开发一个上位机进行测试或下载代码

2.其他协议

详细信息请参考AN3154应用笔记STM32自举程序中使用的CAN协议
USB DFU 协议请参考AN3156应用笔记STM32 自举程序中使用的 USB DFU 协议 

总结

如果说想深入理解stm32的自举过程，可以通过查阅相关文档或开发一个上位机软件来测试自举过程