STM32 IAP功能

### STM32 IAP功能详解 #### 一、什么是IAP？ IAP（In Application Programming），即在线应用编程，指的是用户能够使用自定义的应用程序来更新位于单片机的User Flash区域的部分或全部代码，无需物理拆卸或使用外部编程器。这种方式极大地简化了现场设备的维护与升级流程，使得在设备不返回工厂的情况下就能够进行固件更新。 #### 二、STM32的启动模式 STM32具有多种启动模式，这些模式由BOOT0和BOOT1两个引脚的状态决定： 1. **主闪存启动**：BOOT0 = GND，BOOT1 = 任意状态。这种模式下，STM32将从内置的主闪存区域启动程序。 2. **系统存储器启动**：BOOT0 = VCC，BOOT1 = GND。这种模式用于从一个特定的闪存区域（系统存储器）启动。 3. **SRAM启动**：BOOT0 = VCC，BOOT1 = VCC。在这种模式下，STM32将从内置SRAM中启动程序。 #### 三、STM32的FLASH分布 对于STM32F103RCT6芯片，其拥有256KB的Flash空间，通常将其划分为不同的区域： - **BootLoader区**：从0x08000000至0x0800FFFF，共计64KB。这部分空间用于存放BootLoader程序，它是负责引导和升级应用程序的核心部分。 - **App程序区**：从0x08010000至0x0802FFFF，共计128KB。这是应用程序的存放区域，包含所有的业务逻辑代码。 - **标志位及其他**：从0x08030000至0x0803FFFF，共计64KB。这部分用于存储标志位和其他关键数据，比如升级标志位FLAG_TO_BOOT/FLAG_TO_APP。 #### 四、STM32程序的运行过程 STM32的程序启动遵循一定的流程： 1. **复位处理**：上电或复位后，STM32会首先从地址0x08000004处读取复位中断向量，并执行复位处理程序。这部分通常包含初始化硬件资源的操作。 2. **main()函数**：复位处理完成后，程序会跳转到main()函数。这是程序的主要入口点，大部分应用逻辑都在这里实现。 3. **中断处理**：STM32采用中断驱动的方式工作，当外部中断发生时，处理器会自动跳转到中断向量表中相应的位置，执行相应的中断服务程序。 #### 五、BootLoader程序的编写 BootLoader是实现IAP功能的关键部分之一。它负责检测升级标志位，并根据标志位的不同状态采取不同的行动： - **跳转到App程序**：如果标志位为FLAG_TO_APP，则直接跳转到App程序区执行程序。 - **执行升级操作**：如果标志位为FLAG_TO_BOOT，则执行升级流程，包括接收新程序文件、验证文件完整性、将新程序写入指定的Flash区域，并更新标志位为FLAG_TO_APP。 #### 六、App程序的编写 App程序是实现具体业务逻辑的代码。在IAP功能中，App程序需要支持以下功能： - **检测升级指令**：监听特定信号或命令，判断是否需要升级。 - **触发升级标志位设置**：一旦检测到升级指令，就需要将标志位设置为FLAG_TO_BOOT，以通知BootLoader执行升级操作。 #### 七、bin文件的转换 在进行IAP升级时，通常需要将编译后的hex文件转换成bin格式。这是因为大多数BootLoader程序更倾向于使用bin格式的文件进行固件更新。这一转换可以通过工具如STM32CubeProgrammer或其他第三方工具完成。 #### 八、上位机串口升级软件的简介 上位机软件是实现IAP功能不可或缺的一部分。这类软件通常具备以下几个核心功能： - **通信协议**：支持与目标设备建立通信连接，比如通过串口通信。 - **文件传输**：能够将bin格式的固件文件发送到目标设备。 - **升级管理**：提供用户界面来监控升级进度，并处理可能发生的错误。 STM32 IAP功能不仅简化了现场设备的维护和升级流程，还提高了设备的可维护性和灵活性。通过对BootLoader和App程序的设计，结合合适的上位机软件支持，可以构建出高效稳定的在线升级方案。