作为无人机方面做嵌入式编写的飞控总结9.1-固件更新的实现（STM32串口IAP）

于 2018-06-12 21:34:34 发布
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分类专栏： 作为无人机方面做嵌入式编写的飞控总结 文章标签： iap固件更新 YModem 串口升级
    在之前的《STM32串口IAP》一文中，通过传输数据流来升级程序，但是这种"裸"数据的传输方式存在这许多的问题，比如它没有容错机制，不能保证数据的正确传输，还比如说它无法获知升级文件的信息，导致它在判断何时停止接收数据上“犹豫不决”。正式为了解决上面的问题，才引进了YModem协议。
在《YModem协议简介》一文中，已经详细介绍了YModem的协议，这里就不再赘述，这篇文章就来讲讲如何将YModem协议转换成代码，并应用到串口升级的功能中。
还是以我自己的规范工程为例，讲讲走YModem协议的IAP工程的的实现。
1、工程的修改
1）串口升级当然需要用到USART与FLASH了，我的原工程已经添加了串口的库文件stm32f10x_usart.c与stm32f10x_flash.c，所以就不需要在添加这两个文件了。
2） 新建IAP.c和IAP.h 两个文件分别保存到BSP文件夹下的src与inc两个文件中。并将IAP.c文件添加到BSP工程组中。
3） 新建YMoem.c和YMoem.h 两个文件分别保存到BSP文件夹下的src与inc两个文件中。并将YModem.c文件添加到BSP工程组中。
4） 新建Download.c和Download.h 两个文件分别保存到BSP文件夹下的src与inc两个文件中。并将Download.c文件添加到BSP工程组中。
5） 新建Upload.c和Upload.h 两个文件分别保存到BSP文件夹下的src与inc两个文件中。并将Upload.c文件添加到BSP工程组中。
也就是说在BSP的工程组中有：BSP.c、IAP.c、YModem.c、Download.c、Upload.c这几个文件，如下：
STM32串口IAP(YModem) - ziye334 - ziye334的博客
 
2、IAP.c与IAP.h的编写
这个文件与之前在《STM32串口IAP》一文中的IAP.c与IAP.h文件代码相似，只是做了细微的一些调整，不过这里还是仔细讲述下。
同样的 考虑到开发板资源，我采用串口1作为升级的通道，所以原先在规范工程中作为调试接口的串口1的相关代码需要从BSP.c与BSP.h两个文件中完全删除掉，出现此之外还要打开stm32f10x_it.c文件中将串口中断服务程序的相关代码删除掉。
与完成一样，IAP.c中第一个函数就是IAP_Init()， 在这个函数中，配置串口相关的代码，如配置串口引脚，串口时钟，串口属性，串口中断等，具体的代码如下： 
 
 
/*************************************************************
 Function : IAP_Init 
 Description: IAP初始化函数，初始化串口1
 Input : none 
 return : none 
*************************************************************/
void IAP_Init(void)
{
 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
 USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

 RCC_APB2PeriphClockCmd(COM1_RCC, ENABLE);//使能 USART2 时钟
 RCC_APB2PeriphClockCmd(COM1_GPIO_RCC, ENABLE);//使能串口2引脚时钟

 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;//配置 USART2 的Tx 引脚类型为推挽式的
 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = COM1_TX_PIN;
 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
 GPIO_Init(COM1_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);

 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//配置 USART2 的Rx 为输入悬空
 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = COM1_RX_PIN;
 GPIO_Init(COM1_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);

 USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;//设置波特率为115200
 USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//设置数据位为8位
 USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//设置停止位为1位
 USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验 
 USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; //没有硬件流控
 USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;//发送与接收

 USART_Init(COM1,&USART_InitStructure);//串口2相关寄存器的配置
 USART_Cmd(COM1,ENABLE);//使能串口2 
}
 

 


  上面的代码中可以看出，这次我没有打开串口中断，而是使用查询法来接收串口数据。 

 

 
  接下去在编写串口的发送接收程序，代码如下： 

 

 
 
 
 
/*************************************************************
 Function : IAP_SerialSendByte 
 Description: 串口发送字节
 Input : c-要发送的字节 
 return : none 
*************************************************************/
void IAP_SerialSendByte(u8 c)
{
 USART_SendData(COM1, c);
 while (USART_GetFlagStatus(COM1, USART_FLAG_TXE) == RESET) {}
}

/*************************************************************
 Function : IAP_SerialSendStr 
 Description: 串口发送字符串
 Input : none 
 return : none 
*************************************************************/
void IAP_SerialSendStr(u8 *s)
{
 while(*s != '\0')
 {
 IAP_SerialSendByte(*s);
 s++;
 }
}

/*************************************************************
 Function : IAP_SerialGetByte 
 Description: 接收一个字节数据
 Input : none 
 return : 返回结果值，0-没有接收到数据；1-接收到数据 
*************************************************************/
u8 IAP_SerialGetByte(u8 *c)
{
 if(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE) != RESET)
 {
 *c = USART_ReceiveData(USART1);
 return 1;
 } 
 return 0;
}
可以看到串口接收函数 
 IAP_SerialGetByte()仅仅是查询下是否有数据接收到，但无论是否接收到数据，程序都不会在这个函数上阻塞。所以为了实现阻塞的效果，还需要稍微做下文章，下面就提前讲讲如何在 
 IAP_SerialGetByte()的基础上 
 修改成阻塞的功能，如下获取一个用户输入键值的函数： 

 

 
 
 
 
/*************************************************************
 Function : IAP_GetKey 
 Description: 获取键入值
 Input : none 
 return : 返回键值 
*************************************************************/
u8 IAP_GetKey(void)
{
 u8 data;
 while(!IAP_SerialGetByte(&data)){ }
 return data;
}
 
  然后再设计Bootload的界面，更《STM32串口IAP》一文给出的界面基本上一样，如下： 

 

 
 
 
 
/*************************************************************
 Function : IAP_ShowMenu 
 Description: 显示菜单界面
 Input : none 
 return : none 
*************************************************************/
void IAP_ShowMenu(void)
{
 IAP_SerialSendStr("\r\n+================(C) COPYRIGHT 2014 Ziye334 ================+");
 IAP_SerialSendStr("\r\n| In-Application Programing Application (Version 1.0) |");
 IAP_SerialSendStr("\r\n+----command----+-----------------function------------------+");
 IAP_SerialSendStr("\r\n| 1: FWUPDATA | Update the firmware to flash by YModem |");
 IAP_SerialSendStr("\r\n| 2: FWDWLOAD | Download the firmware from Flash by YModem|");
 IAP_SerialSendStr("\r\n| 3: FWERASE | Erase the current firmware |");
 IAP_SerialSendStr("\r\n| 4: BOOT | Excute the current firmware |");
 IAP_SerialSendStr("\r\n| 5：REBOOT | Reboot |");
 IAP_SerialSendStr("\r\n| ?: HELP | Display this help |");
 IAP_SerialSendStr("\r\n+===========================================================+");
 IAP_SerialSendStr("\r\n\r\n");
 IAP_SerialSendStr("STM32-IAP>>");
}
界面与之前相比，唯一的区别在于多了一个FWDWLOAD的选项，提供用户从STM32上下载升级文件的功能。接下去讲讲这些功能的实现。 

 

 
  第一个功能FWUPDATA，更新芯片的升级程序。这部分需要用到YModem接收协议的支持，YModem部分这里暂时不讲，只讲将升级需要的一些基本函数，如下： 

 

 
 
 
 
/*************************************************************
 Function : IAP_DisableFlashWPR 
 Description: 关闭flash的写保护
 Input : none 
 return : none 
*************************************************************/
void IAP_DisableFlashWPR(void)
{
 u32 blockNum = 0, UserMemoryMask = 0;

 blockNum = (IAP_ADDR - FLASH_BASE_ADDR) >> 12; //计算flash块
 UserMemoryMask = ((u32)(~((1 << blockNum) - 1)));//计算掩码

 if((FLASH_GetWriteProtectionOptionByte() & UserMemoryMask) != UserMemoryMask)//查看块所在区域是否写保护
 {
 FLASH_EraseOptionBytes ();//擦除选择位
 }
}

s8 IAP_UpdataParam(s32 *param)
{
 u32 i;
 u32 flashptr = IAP_PARAM_ADDR;

 FLASH_Unlock();//flash上锁
 FLASH_ClearFlag(FLASH_FLAG_EOP | FLASH_FLAG_PGERR | FLASH_FLAG_WRPRTERR);//清除flash相关标志位
 for(i = 0; i < IAP_PARAM_SIZE; i++)
 {
 FLASH_ProgramWord(flashptr + 4 * i, *param);
 if(*(u32 *)(flashptr + 4 * i) != *param)
 {
 return -1;
 } 
 param++;
 }
 FLASH_Lock();//flash解锁
 return 0;
}

/*************************************************************
 Function : IAP_UpdataProgram 
 Description: 升级程序
 Input : addr-烧写的地址 size-大小 
 return : 0-OK 1-error 
*************************************************************/
s8 IAP_UpdataProgram(u32 addr, u32 size)
{
 u32 i;
 static u32 flashptr = IAP_ADDR;

 FLASH_Unlock();//flash上锁
 FLASH_ClearFlag(FLASH_FLAG_EOP | FLASH_FLAG_PGERR | FLASH_FLAG_WRPRTERR);//清除flash相关标志位
 for(i = 0; i < size; i += 4)
 { 
 FLASH_ProgramWord(flashptr, *(u32 *)addr);//烧写1个字
 if(*(u32 *)flashptr != *(u32 *)addr)//判断是否烧写成功
 {
 return -1;
 }
 flashptr += 4;
 addr += 4;
 }
 FLASH_Lock();//flash解锁
 return 0;
}
上面给出的三个函数，都是跟flash相关的。第一个函数IAP_DisableFlashWPR()，它的功能是关闭flash写保护。第二个函数IAP_UpdataParam()，它的功能是更新参数，这里的参数实际上值的是文件的大小，每次收到升级文件后，就可以获得升级文件的大小，然后将文件的大小转化成32为的十六进制数，保存在指定的FLASH参数区IAP_PARAM_ADDR，这个地址在IAP.h中定义，之所以要开出这个区域，为的是方便YModem的传输，当要从芯片上下载升级的程序，可读取这块区域获取当前升级程序的大小，然后再发送指定大小的代码，这样就不用当心不知道如何结束发送了。第三个函数IAP_UpdataProgram()，将接收到的数据固化到Flash中，跟《STM2串口IAP》一文中的这个函数相比，它支持了以字为单位的flash烧写，进一步提高了效率。 

 

 
  第二个功能FWDWLOAD，从芯片上下载升级的程序。这不分涉及YModem传输协议，也留在后面再讲。 

 

 
  第三个功能是FWERASE，擦除升级代码区的代码。它的代码实现如下： 

 

 
 
 
 
/*************************************************************
 Function : IAP_FlashEease 
 Description: 擦除Flash
 Input : size-擦除的大小 
 return : none 
*************************************************************/
void IAP_FlashEease(u32 size)
{
 u16 eraseCounter = 0;
 u16 nbrOfPage = 0;
 FLASH_Status FLASHStatus = FLASH_COMPLETE; 

 if(size % PAGE_SIZE != 0)//计算需要擦写的页数
 { 
 nbrOfPage = size / PAGE_SIZE + 1; 
 }
 else
 {
 nbrOfPage = size / PAGE_SIZE;
 }

 FLASH_Unlock();//解除flash擦写锁定
 FLASH_ClearFlag(FLASH_FLAG_EOP | FLASH_FLAG_PGERR | FLASH_FLAG_WRPRTERR);//清除flash相关标志位
 for(eraseCounter = 0; (eraseCounter < nbrOfPage) && ((FLASHStatus == FLASH_COMPLETE)); eraseCounter++)//开始擦除
 {
 FLASHStatus = FLASH_ErasePage(IAP_ADDR + (eraseCounter * PAGE_SIZE));//擦除
 IAP_SerialSendStr(".");//打印'.'以显示进度
 }
 FLASH_ErasePage(IAP_PARAM_ADDR);//擦除参数所在的flash页
 FLASH_Lock();//flash擦写锁定
}
可以看到，它与《STM32串口IAP》中擦除程序相比，多一个参数size，即允许擦写指定大小的区域。这样做的好处是，当知道了升级文件文件的大小后，可以擦除升级文件大小相对应的页数，而不像之前那样，擦除升级代码起始位置后面所有的flash空间数据，这样就显著提高了效率。 

 

 
  第四个功能BOOT，即执行升级后的代码。相关代码如下： 

 

 
 
 
 
typedef void (*pFunction)(void); 
pFunction Jump_To_Application;
 
 
/*************************************************************
 Function : IAP_JumpToApplication 
 Description: 跳转到升级程序处
 Input : none 
 return : none 
*************************************************************/
void IAP_JumpToApplication(void)
{
 u32 JumpAddress;//跳转地址

 if(((*(__IO u32 *)IAP_ADDR) & 0x2FFE0000) == 0x20000000)//有升级代码，IAP_ADDR地址处理应指向主堆栈区，即0x20000000
 {
 JumpAddress = *(__IO u32 *)(IAP_ADDR + 4);//获取复位地址 
 Jump_To_Application = (pFunction)JumpAddress;//函数指针指向复位地址
 __set_MSP(*(__IO u32*)IAP_ADDR);//设置主堆栈指针MSP指向升级机制IAP_ADDR
 Jump_To_Application();//跳转到升级代码处
 }
}
这段代码的工作原理在《STM32串口IAP》一文已经详细分析过了，这里就不在赘述了。 

 

 
  第五个功能REBOOT，功能是重新显示下菜单界面，这里 
 给出指定函数来实现，后面会讲到这个功能的实现。 

 

 
  最后一个功能是HELP，显示帮助信息，显示完帮助信息后，重新显示下菜单界面，代码如下： 

 

 
 
 
 
/*************************************************************
 Function : ShwHelpInfo 
 Description: 显示帮助信息
 Input : none 
 return : none 
*************************************************************/
static void ShwHelpInfo(void)
{
 IAP_SerialSendStr("\r\nEnter '1' to updtate you apllication code!");
 IAP_SerialSendStr("\r\nRnter '2' to download the firmware from interal flash!");
 IAP_SerialSendStr("\r\nRnter '3' to erase the current application code!");
 IAP_SerialSendStr("\r\nEnter '4' to go to excute the current application code!");
 IAP_SerialSendStr("\r\nEnter '5' to restart the system!");
 IAP_SerialSendStr("\r\nEnter '?' to show the help infomation!\r\n");
}
 
  IAP.c的最后一个函数是IAP_WiatForChoose()，实现一个与用户交互的一个过程，代码如下： 

 

 
 
 
 
/*************************************************************
 Function : IAP_WiatForChoose 
 Description: 功能选择
 Input : none 
 return : none 
*************************************************************/
void IAP_WiatForChoose(void)
{
 u8 c = 0; 
 
 while (1)
 {
 c = IAP_GetKey();//获取键值
 

 

转自：
 

STM32串口IAP(YModem)  
 



                

        

    

  



    


            

  



          




        



    





    



      

      

        
      

      





	

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