简单串口IAP

本文介绍了STM32的内部存储器结构,包括SRAM、FLASH和寄存器,并详细阐述了IAP(In-Application Programming)启动流程。在IAP过程中,新程序的复位中断向量被写入FLASH,然后跳转执行新程序。同时,讨论了bootloader的主要功能,如接收BIN文件、擦写FLASH和设置栈顶指针。在Keil中编译APP时,需要考虑ROM和RAM的地址分配。最后,提到了通过JLink或STLink烧录bootloader,并通过上位机下载APP来实现更新。

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了解stm32的IAP之前,我们需要清楚stm32的内部flash和sram的分布,stm32的存储器包括程序存储器,数据存储器,寄存器和IO端口排列在同一个顺序的4GB空间内,以stm32f407为例。

sram

分块 地址范围 大小
SRAM1+SRAM2 0X2000 0000 ~ 0X2001 FFFF 112KB+16KB
SRAM3(STM32F407没有此块) 0X2002 0000 ~ 0X2002 FFFF 64KB
CCM RAM 0X1000 0000 ~ 0X1000 FFFF 64KB

用户能够操作的也就是sram1和sram2的128KB空间,CCM RAM只能供cpu通过数据总线访问。

FLASH:

分块 地址范围 大小
主存储器 0X0800 0000 ~ 0X080F FFFF 1024KB
系统存储器 0X1FFF 0000 ~ 0X1FFF 77FF 30KB
OPT区域 0X1FFF 7800 ~ 0X1FFF 7A0F 528byte
选项字节 0X1FFF C000 ~ 0X1FFF C00F 16byte

系统存储器是芯片厂商固化bootloader的,供ISP下载程序,通常我们的串口下载程序就固化在里面;OPT区域512字节是用于存储用户数据,但是是一次性编程的,还有16字节用于锁定对应的OPT数据块;选项字节用于配置读写保护、软件/硬件看门狗以及待机或停止模式下的复位。用户使用最多的就是主存储器了,用于存储代码和数据。

寄存器

寄存器的地址映射是非连续的,地址映射的范围是:0X4000 0000 - 0X5006 0BFF以及0xA000 0000 - 0xA000 0FFF。

IAP启动流程
在这里插入图片描述

在图 42.1.2 所示流程中,STM32F4 复位后,还是从 0X08000004 地址取出复位中断向量的地址,并跳转到复位中断服务程序,在运行完复位中断服务程序之后跳转到 IAP 的 main 函数,如图标号①所示,此部分同图 42.1.1 一样;在执行完 IAP 以后(即将新的APP 代码写入 STM32F4的 FLASH,灰底部分。新程序的复位中断向量起始地址为 0X08000004+N+M),跳转至新写入程序的复位向量表,取出新程序的复位中断向量的地址,并跳转执行新程序的复位中断服务程序,随后跳转至新程序的 main 函数,如图标号②和③所示,同样 main 函数为一个死循环,并且注意到此时 STM32F4 的 FLASH,在不同位置上,共有两个中断向量表。在 main 函数执行过程中,如果CPU 得到一个中断请求,PC 指针仍强制跳转到地址0X08000004 中断向量表处,而不是新程序的中断向量表,如图标号④所示;程序再根据我们设置的中断向量表偏移量,跳转到对应中断源新的中断服务程序中,如图标号⑤所示;在执行完中断服务程序后,程序返回 main 函数继续运行,如图标号⑥所示。

bootloader的主要功能

  • 接收上位机发送的应用程序BIN文件,涉及接收的协议和存储(当然学习可以用最简单的串口直接将文件发送给单片机);
  • 完成BIN文件指定flash地址写入,涉及flash的擦除和写入;
  • 更改栈顶指针,栈顶指针就在appaddr地址中存放,跳转到应用程序APP执行,appaddr+4地址中存放这resetHandle中断地址,跳转到该中断就能顺利启动app程序;
//bootloader代码
int main()
{
   
	u8 t;
	u8 key;
	u16 oldcount=0;		//老的串口接收数据值
	u16 applenth=0;		//接收到的app代码长度
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置系统中断优先级分组2
	delay_init(168)
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