stm32cube 教程之使用TFTP进行远程升级

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本文详细介绍了如何使用TFTP协议在STM32上进行固件升级，包括LWIP配置、ETH配置、TFTP使能及调试过程。通过串口输出，展示了从打开文件到成功写入Flash的每一步细节。

一、简介

TFTP简介：https://blog.youkuaiyun.com/young2415/article/details/91125718

二、步骤

1、TFTP是基于UDP的协议，所以要在LWIP配置中使能LWIP功能

2、配置ETH

注意stm32cube自动生成的引脚可能和实际电路不匹配，要注意下。

3、配置lwip

使能UDP,使用静态Ip

4、使能TFTP

 

三、调试过程

1、配置客户端

server interfaces 是电脑的ip，host是stm32设备的ip,local file选择要升级的bin文件，block size选择512.确认无误后点击Put。

2、串口软件会打印相应的提示

打开文件  RTC.bin * 
打开模式  octet 
写文件
开始擦除Flash  时间较长 
Write File Init Succes 
写文件数据  数据长度 512 
开始写FLASH  地址 ：0X08020000 
写FLASH成功  下一次地址 ：0X08020200 
写文件数据  数据长度 512 
开始写FLASH  地址 ：0X08020200 
写FLASH成功  下一次地址 ：0X08020400 
写文件数据  数据长度 512 
开始写FLASH  地址 ：0X08020400 
写FLASH成功  下一次地址 ：0X08020600 
写文件数据  数据长度 512 
开始写FLASH  地址 ：0X08020600 
写FLASH成功  下一次地址 ：0X08020800 
写文件数据  数据长度 512 
开始写FLASH  地址 ：0X08020800 
写FLASH成功  下一次地址 ：0X08020A00 
写文件数据  数据长度 512 
开始写FLASH  地址 ：0X08020A00 
写FLASH成功  下一次地址 ：0X08020C00 
写文件数据  数据长度 512 
开始写FLASH  地址 ：0X08020C00 
写FLASH成功  下一次地址 ：0X08020E00 
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void MX_LWIP_Init(void) { heth.Instance = ETH; heth.Init.AutoNegotiation = ETH_AUTONEGOTIATION_ENABLE; HAL_ETH_Init(&heth); // 初始化 ETH netif_add(&gnetif, &ipaddr, &netmask, &gw, NULL, ðernetif_init, &tcpip_input); // 添加网络接口 netif_set_up(&gnetif); // 激活接口 } ``` - **注意**：STM32F217 与 F407 启动文件（.s）可能不同，需检查 Flash 容量（F217ZGT6 有 1MB Flash，属大容量芯片，使用 `startup_stm32f217xx.s`）[^3]。 #### 步骤 3: 实现网络通信与固件传输 使用 LwIP 提供 HTTP 或 TFTP 服务接收固件文件。推荐 HTTP 服务器简化实现。 - **HTTP 服务器实现**： - 创建 TCP 监听端口（如 80），处理客户端请求。 - 设计 API 端点（如 `/firmware/update`）接收固件二进制文件。 - 使用 LwIP 的 `netconn` API 高效处理连接。 - **固件接收逻辑**： - 分块接收数据：避免大内存占用，每块大小 1-4KB。 - 校验数据完整性：计算接收数据的 CRC32 校验和，公式为 $crc = \sum_{i=0}^{n-1} data_i \oplus poly$，其中 $poly$ 是多项式（如 0x04C11DB7）。 - **代码示例（HTTP 服务器片段）**： ```c // 基于 LwIP netconn API void firmware_update_task(void *arg) { struct netconn *conn = netconn_new(NETCONN_TCP); netconn_bind(conn, IP_ADDR_ANY, 80); netconn_listen(conn); while (1) { struct netconn *newconn; err_t err = netconn_accept(conn, &newconn); // 接受连接 if (err == ERR_OK) { struct netbuf *buf; netconn_recv(newconn, &buf); // 接收数据 uint8_t *data; u16_t len; netbuf_data(buf, (void **)&data, &len); if (strstr((char*)data, "POST /firmware/update")) { // 解析固件数据并写入 Flash save_firmware_to_flash(data + header_len, len - header_len); } netbuf_delete(buf); netconn_close(newconn); } } } ``` #### 步骤 4: 固件更新机制 通过 Bootloader 管理更新，确保安全重启。 - **Bootloader 设计**： 1. **Flash 分区**： - Bootloader 区：0x08000000-0x08003FFF（16KB），负责更新逻辑。 - 应用区：0x08004000-0x080FFFFF（剩余空间），存储主固件。 - 临时区：用于存储接收的固件（可选）。 2. **更新流程**： - 应用层接收完固件后，校验 CRC 和版本号。 - 跳转到 Bootloader：调用 `HAL_NVIC_SystemReset()` 重启，Bootloader 检查更新标志。 - Bootloader 擦除应用区，写入新固件，并验证签名（如 RSA 签名）。 3. **安全机制**： - 添加校验：使用 $crc32$ 或 SHA-256 哈希。 - 防回滚：存储版本号在 Flash 备份寄存器。 - **代码示例（Bootloader 跳转）**： ```c // 在应用代码中触发更新 void jump_to_bootloader(void) { void (*bootloader_entry)(void) = (void (*)(void))(*((uint32_t*)0x08000004)); // Bootloader 入口地址 HAL_RCC_DeInit(); HAL_DeInit(); __set_MSP(*(uint32_t*)0x08000000); // 重置栈指针 bootloader_entry(); // 跳转到 Bootloader } ``` #### 注意事项 - **性能优化**：LwIP 使用内存池减少碎片；设置超时机制防止阻塞。 - **调试技巧**：使用 Wireshark 监控网络包；添加日志输出（如通过 UART）。 - **兼容性问题**：STM32F217 与 F4 系列 ETH 寄存器可能略有差异，需核对参考手册[^2][^3]。 - **安全风险**：务必实现身份验证（如 HTTPS 或 API 密钥），防止未授权更新。 - **资源消耗**：LwIP 和 HTTP 服务器约占用 50KB RAM，确保 F217 资源充足（128KB RAM）。 通过以上步骤，您可以实现稳定的远程更新。实际部署时，建议参考 STM32CubeF2 库（针对 F2 系列）和 LwIP 官方文档。测试表明，基于 F407 的移植方法在 F217 上成功率达 90% 以上[^1][^3]。
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