《M144Z-M3最小系统板使用指南——STM32F103版》第五十四章 串口IAP实验

正点原子运营

第五十四章 串口IAP实验

1）实验平台：正点原子 M144Z-M3 STM32F103最小系统板

2) 章节摘自【正点原子】M144Z-M3最小系统板使用指南——STM32F103版

3）购买链接:https://detail.tmall.com/item.htm?&id=609293737870

4）全套实验源码+手册+视频下载地址：http://www.openedv.com/docs/boar ... _mini_sysboard.html

5）正点原子官方B站：https://space.bilibili.com/394620890

6）正点原子STM32技术交流QQ群:725095144

本章将介绍在STM32F103上使用串口进行IAP，以实现简单的IAP功能。通过本章的学习，读者将学习到IAP的使用。

本章分为如下几个小节：

54.1 硬件设计

54.2 程序设计

54.3 下载验证

54.1 硬件设计

54.1.1 例程功能

1. 串口接收APP固件数据

2. 按下WKUP按键可将串口接收到的APP固件数据写入Flash

3. 按下KEY0按键可执行写入Flash的APP

4. LED0闪烁，提示程序正在运行

54.1.2硬件资源

1. LED

       LED0 - PB5

2. 正点原子2.8/3.5/4.3/7/10寸TFTLCD模块

3. 按键

       WKUP - PA0

       KEY0 - PE4

4. USART1

       USART1_TX - PA9

       USART1_RX - PA10

54.1.3 原理图

本章实验使用的IAP为软件算法，因此没有对应的连接原理图。

54.2 程序设计

54.2.1 IAP的实现

本章实验提供了用于IAP的驱动代码，如下图所示：                                 

图54.2.1.1 IAP驱动代码

IAP的实现最主要分为两个步骤，分别为加载APP固件至Flash和跳转到APP中运行，为此本实验实现了以上两个函数，如下所示：

1. voidiap_write_appbin(uint32_t appxaddr,uint8_t *appbuf,uint32_t applen);
   
2. void iap_load_app(uint32_t appxaddr);

复制代码

以上两个函数就分别实现了加载APP固件至Flash和跳转到APP运行的功能，这两个函数的使用示例，如下所示：

1. #include "./IAP/iap.h"
   
2. #define FLASH_APP_ADDR (0x08010000)
   
3. #define APP_MAX_SIZE (55*1024)
   
4. static uint8_t appbin[APP_MAX_SIZE];
   
5. void example_fun(void)
   
6. {
   
7.     uint32_t appsize;
   
8.    
   
9.     /* 通过串口等方式获取APP的二进制数据 */
   
10.    appsize = get_app_bin(appbin);
    
11.    
    
12.     /* 将APP的二进制数据写入Flash的指定地址中 */
    
13.    iap_write_appbin(FLASH_APP_ADDR, appbin, appsize);
    
14.    
    
15.     /* 跳转到APP在Flash中的起始地址运行 */
    
16.    iap_load_app(FLASH_APP_ADDR);
    
17. }

复制代码

54.2.2 APP工程修改

APP程序要能够在指定的Flash起始地址运行，需要编译器在编译APP的时候知道APP将被保存在Flash的那个位置，对于MDK软件，可以在Options for Target窗口中设置，如下图所示：     

图54.2.2.1 配置MDK中的Flash空间

上图中将APP程序保存在Flash中的空间配置为0x8010000~(0x8010000+0x70000)，通过这样的配置便可以使APP被保存在指定Flash位置中执行。读者可以自行配置“Start”和“Size”参数，但要注意不能超过Flash的范围，并且也不要覆盖IAP程序（Bootloader）。

上一小节中将APP保存到Flash中的操作操作的是二进制数据，因此APP也应当被编译为二进制文件，然后MDK软件中并没有直接编译出二进制文件的选项，因此需要配置MDK在编译完成后执行指定的命令，如下图所示：     

图54.2.2.2 配置MDK生成二进制文件

完成以上配置后，便可在APP程序编译完成后在工程的Output目录下得到正确的二进制文件。

54.2.3 实验应用代码

本章实验的应用代码，如下所示：

1. int main(void)
   
2. {
   
3.     /* 仅保留关键代码，其余代码省略 */
   
4.    
   
5.     /* 初始化串口 */
   
6.    usart_init(115200);
   
7.    
   
8.     while (1)
   
9.     {
   
10.          /* 串口已接收到数据 */
    
11.          if (g_usart_rx_cnt != 0)
    
12.          {
    
13.              /* 新的一次循环串口还没有接收到新数据，
    
14.               * 则断定串口接收完毕
    
15.               */
    
16.              if (lastcount == g_usart_rx_cnt)
    
17.              {
    
18.                  /* 记录APP固件大小 */
    
19.                  applenth = g_usart_rx_cnt;
    
20.                  lastcount = 0;
    
21.                  g_usart_rx_cnt = 0;
    
22.              }
    
23.              else
    
24.              {
    
25.                  lastcount = g_usart_rx_cnt;
    
26.              }
    
27.          }
    
28.          
    
29.          key = key_scan(0);
    
30.          switch (key)
    
31.          {
    
32.              case WKUP_PRES:
    
33.              {
    
34.                  /* 将串口接收到的APP二进制数据写入Flash中的指定位置 */
    
35.                  iap_write_appbin(FLASH_APP1_ADDR, g_usart_rx_buf, applenth);
    
36.                  break;
    
37.              }
    
38.              case KEY0_PRES:
    
39.              {
    
40.                  /* 跳转到Flash的指定位置执行APP程序 */
    
41.                  iap_load_app(FLASH_APP1_ADDR);
    
42.                  break;
    
43.              }
    
44.          }
    
45.          
    
46.          delay_ms(100);
    
47.     }
    
48. }

复制代码

从上面的代码中可以看出，程序是通过串口接收APP的二进制数据的，因此串口驱动中的串口接收缓存因该设置的足够大，以能够容纳APP的二进制数据，本实验中串口接收缓存的配置如下所示：

1. /* 定义最大接收55KB数据 */
   
2. #define USART_REC_LEN (55 * 1024)

复制代码

在判断APP二进制数据接收完毕后，便可通过WKUP按键调用函数iap_write_appbin()将APP的二进制数据写入Flash中的FLASH_APP1_ADDR位置中，FLASH_APP1_ADDR是一个宏，该宏的定义如下所示：

1. #define FLASH_APP1_ADDR 0x08010000

复制代码

需要注意的是，APP写入的位置应当与上一小节中配置MDK软件的指定Flash位置相同。

将APP的二进制数据写入到Flash中后，此时运行的依旧是IAP（Bootloader）程序，此时可以按下WKUP按键来跳转到Flash中APP的位置执行APP程序。

54.3 下载验证

在完成编译和烧录操作后，可以看到LCD上显示了本实验的相关实验信息，此时程序正在等待串口接收APP的二进制数据，此时便可通过串口调试助手将实现编译生成的APP二进制文件发送给MCU，待发送完毕后按下WKUP按键，将APP的二进制数据写入到Flash中，若写入成功，LCD上将会有相应的提示，此时便可按下KEY0按键将程序跳转到APP的保存位置中运行，若指定的Flash位置保存了正确的APP固件，那么便可看到MCU正在运行APP程序，而非IAP（Bootloader）程序。