STM32 10个工程篇：1.IAP远程升级（六）

news2025/1/21 12:21:13

在IAP远程升级的最后一篇博客里，笔者想概括性地梳理总结IAP程序设计中值得注意的问题，诚然市面上或者工作后存在不同版本的IAP下位机和上位机软件，也存在不同定义的报文格式，甚至对于相似的知识点不同教程又有着完全不同的解读，这就很容易让初学者摸不清思路，所以在最后不准备过度赘述代码上的细枝末节，实际上大家在搞清楚整个IAP升级的过程后，便可以自定义报文设计出无数种下位机和对应的上位机软件，真实投产项目中IAP升级设计也是基于这些思想，但需要考虑到通信解析的完整性，即上位机和下位机的报文握手机制和重发机制，当然这些机制笔者都已添加到上位机软件中。

另外笔者最近也买了一台新的戴尔小型台式主机，正考虑录制哔哩哔哩视频，前段时间也收到哔哩哔哩官方的邀请，但STM32和FPGA具体录制什么内容，具体怎么操作这些录屏软件等还在思考学习中，如果做视频想着视频内容不会太长都保持在一刻钟内，练习普通话言简意赅把关键点说明清楚，配上相关的背景知识、代码讲解、具体操作、上板现象等。

概括性地下面这些是笔者对IAP单片机升级程序设计中的关键技术点总结：

单片机上电首先进入的是Bootloader段程序，而默认是直接跳入Application段程序，这时候便自然而然地需要一些逻辑判断，比如板载Eeprom或者Flash置位相关标志位，即开机上电后单片机先读取掉电保存的标志位，如果标志位是跳转Application，则直接从Bootloader跳转到Application，如果标志位是停留Bootloader，则停留在Bootloader进行等待；
上位机中有“app跳入”和“boot跳入”两个按键，即按下两个按键，单片机向Eeprom或者Flash置位相关标志位再调用API函数NVIC_SystemReset()，单片机重启后立刻执行读取标志位操作，即可实现跳转到Application或者停留在Bootloader；
如果单片机没有外挂Eeprom或者Flash，那么也可以用系统时钟实现这个功能，如图1所示是系统滴答时钟默认是1ms，这里笔者用了10s的滴答时钟进行超时计时，即10s内单片机没有收到上位机的“boot检测”则直接跳转到Application，反之则停留在Bootloader等待上位机端发送BIN文件的二进制码；
STM32单片机中向内部Flash中写入需要先解锁后加锁，即调用HAL_FLASH_Unlock()和HAL_FLASH_Lock()函数，同时要在HAL_FLASH_Unlock()解锁Flash并对Application段的Flash进行全擦除操作，再进行写入操作；
上位机端是主机，下位机STM32端是从机，为了确保程序的稳定性和可靠性，应引入报文握手机制和重发机制，这里很好理解上位机端每发一条指令，下位机都需要给出回应，如图2所示是下位机端正确和错误应答报文的定义，上位机端在发送任何一条报文后即进行了5s的超时等待，在这5s内下位机回复正确报文，上位机端则判断此条报文有效，反之收到下位机回复错误报文或者超过5s无回复判断此条报文无效，则如果是判断和跳转报文在上位机的信息菜单中显示相关提示，如果是发送BIN文件报文最多5次的进行重发；
在上位机发送BIN文件报文时，除了特定报头一般性地还需要加入报文帧信息，例如目前是第几帧数据，一共需要发送多少帧数据，举个例子在这个上位机中笔者把BIN文件按照1024字节进行划分，当然这里也可也划分成512字节和256字节，相对地要发送更多报文才能实现IAP升级，如图3所示是BusHound软件抓包上位机发送的BIN文件报文，其中红框固定报文头“7E 7E 5A”，“01”是命令码，而“00 06 00 07”代表这个BIN文件需要发送8个1024字节的报文，当前这个报文是第7包报文（报文统计从0计数），这些报文定义在前面博客中均有详细介绍，下位机STM32端在收到当前是第一包报文后就从Application段的Flash进行全擦除操作并进行Flash去锁处理，下位机检测CRC校验正确则回复上位机正确报文，触发上位机发送下一包BIN文件报文，下位机STM32端在收到当前报文是最后一包报文后即进行Flash加锁处理；

图1 系统滴答时钟10s超时等待计时

图2 下位机的正确和错误应答报文

图3 Bus Hound软件抓包上位机发送的BIN文件报文

如图4所示是KEIL5下在线仿真的截图我们输入0x08008000这个Flash偏移地址，即可发现和如图5所示的用WinHex插件打开的Application程序RTC.Bin文件内容是完全一致的，则侧面说明了整个IAP升级的可靠性和稳定性。

图4 KEIL5下在线仿真截图

图5 WinHex插件打开的Application程序RTC.Bin文件内容

如图6所示是KEIL5中配置Application程序自动生成RTC.BIN文件的操作方法，因为KEIL中默认生成的是.HEX文件，而IAP升级中我们需要的是.BIN文件所以需要配置下在程序文件夹下的指定路径下生成.BIN文件，如图7所示是笔者自己编写的“豌豆升级IAP上位机软件”，在IAP升级过程中的截图。