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作者 |?正念

微信公眾號(hào) |?嵌入式大雜燴

什么是IAP？

IAP是In Application Programming的首字母縮寫，IAP是用戶自己的程序在運(yùn)行過程中對(duì)User Flash的部分區(qū)域進(jìn)行燒寫，目的是為了在產(chǎn)品發(fā)布后可以方便地通過預(yù)留的通信口對(duì)產(chǎn)品中的固件程序進(jìn)行更新升級(jí)。

在重新編程過程中可以使用任意類型的通信協(xié)議，如UART、I2S、SPI等。這篇筆記分享的是使用UART方式IAP。

串口IAP實(shí)驗(yàn)

先理一理流程（本實(shí)驗(yàn)是以STM32F103ZET6為例）：

1、實(shí)驗(yàn)說明

做這個(gè)實(shí)驗(yàn)需要準(zhǔn)備兩個(gè)keil工程，一個(gè)工程用于編寫IAP程序，另一個(gè)工程用于編寫我們的應(yīng)用程序（要實(shí)現(xiàn)某些功能的程序），這里我們以一個(gè)點(diǎn)燈程序?yàn)槔Ｗ罱K，兩份工程編譯出來的可執(zhí)行文件都需要燒寫到芯片的FLASH中。只不過需要燒寫到不同的地址，簡單的示意圖如下：

這里，使用的STM32的型號(hào)為STM32F103ZET6，其FLASH大小是512KB，0x08000000為其FLASH被映射的地址，程序被燒寫到的就是這個(gè)地址。此處，我們的IAP程序燒寫到這個(gè)地址，根據(jù)IAP程序的大小，我們?cè)趉eil里可以設(shè)置合適的IAP結(jié)束地址。

注意：在沒有IAP程序的情況下，0x08000000這個(gè)地址就是應(yīng)用程序燒寫的地址。

2、工程說明

本實(shí)驗(yàn)用到的兩個(gè)工程可按照文末的方式獲取，其中IAP工程移植至ST官方例程。下面對(duì)兩個(gè)工程進(jìn)行簡單的說明

IAP工程：

（1）需要在target選項(xiàng)卡里設(shè)置我們IAP程序的起始地址與大小，如：

這里我們的IAP程序起始地址設(shè)為0x08000000，大小設(shè)為0x3000，即IAP所能用的FLASH空間為12KB。其中IAP所能占的占空間的大小可根據(jù)IAP的實(shí)際大小進(jìn)行修改。

（2）需要修改程序中我們需要跳轉(zhuǎn)到的應(yīng)用程序的地址（即IAP程序的結(jié)束地址）：

LED工程：

（1）需要在target選項(xiàng)卡里設(shè)置我們LED程序的起始地址與大小，如：

這里我們的LED程序起地址設(shè)為0x08003000，大小設(shè)為0x10000，即LED所能用的FLASH空間為64KB。其中結(jié)束地址可根據(jù)LED應(yīng)用程序的實(shí)際大小進(jìn)行修改。

（2）生成對(duì)應(yīng)的.bin文件。這需要在User選項(xiàng)卡里添加如下命令（即編譯后執(zhí)行的命令）：

其中，fromelf.exe是我們keil安裝目錄下的一個(gè)可執(zhí)行程序，可以把.axf文件轉(zhuǎn)換成.bin文件。要在keil中直接調(diào)用fromelf命令，必須要把fromelf.exe所在目錄添加到環(huán)境變量中。添加環(huán)境變量的方法如下（該方法來自于《【野火】零死角玩轉(zhuǎn)STM32—F429挑戰(zhàn)者V2.pdf》）：

本文以 Win7 系統(tǒng)為例添加工具鏈的路徑到 PATH 環(huán)境變量，其它系統(tǒng)是類似的。

(1) 右鍵電腦系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)圖標(biāo)，在彈出的菜單中選擇屬性 ，如圖：

(2) 在彈出的屬性頁面依次點(diǎn)擊高級(jí)系統(tǒng)設(shè)置 ->環(huán)境變量，在用戶變量一欄中找到名為PATH的變量，若沒有該變量，則新建一個(gè)。編輯PATH變量，在它的變量值中輸入工具鏈的路徑，如本機(jī)的是;D:\work\keil5\ARM\ARMCC\bin，注意要使用分號(hào);讓它與其它路徑分隔開，輸入完畢后依次點(diǎn)確定,如圖：

(3) 打開 Windows 的命令行，點(diǎn)擊系統(tǒng)的開始菜單，在搜索框輸入cmd，在搜索結(jié)果中點(diǎn)擊cmd.exe即可打開命令行， 如圖：

(4) 在彈出的命令行窗口中輸入fromelf回車，若窗口打印出 formelf 的幫助說明，那么路徑正常，就可以開始后面的工作了；若提示不是內(nèi)部名外部命令，也不是可運(yùn)行的程序…信息，說明路徑不對(duì)，請(qǐng)重新配置環(huán)境變量，并確認(rèn)該工作目錄下有編譯工具鏈。

這個(gè)過程本質(zhì)就是讓命令行通過“PATH”路徑找到fromelf.exe程序運(yùn)行 。

學(xué)會(huì)配置fromelf.exe，也就學(xué)會(huì)配置了MinGW。MinGW是一個(gè)工具集，包含編譯C與C++的gcc、g++，使用它就可以在Windows命令行下編譯C程序。相關(guān)筆記：使用Notepad++來開發(fā)C程序

3、IAP源碼說明

（1）主函數(shù)：

int main(void) {FLASH_Unlock(); /* FLASH解鎖 */KEY_Init(); /* 按鍵初始化 */IAP_Init(); /* IAP初始化 *//* 按鍵按下則進(jìn)入主菜單開始更新程序（注意：需要按下復(fù)位鍵的同時(shí)按下該按鍵觸發(fā)程序更新） */if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOE,GPIO_Pin_2) == 0x00){SerialPutString("\r\n======================================================================");SerialPutString("\r\n= (C) COPYRIGHT 2010 STMicroelectronics =");SerialPutString("\r\n= =");SerialPutString("\r\n= In-Application Programming Application (Version 3.3.0) =");SerialPutString("\r\n= =");SerialPutString("\r\n= By MCD Application Team =");SerialPutString("\r\n======================================================================");SerialPutString("\r\n\r\n");Main_Menu ();}/* 保持運(yùn)行用戶應(yīng)用程序 */else{/* Test if user code is programmed starting from address "ApplicationAddress" */if (((*(__IO uint32_t*)ApplicationAddress) & 0x2FFE0000 ) == 0x20000000){/* Jump to user application */JumpAddress = *(__IO uint32_t*) (ApplicationAddress + 4);Jump_To_Application = (pFunction) JumpAddress;/* Initialize user application's Stack Pointer */__set_MSP(*(__IO uint32_t*) ApplicationAddress);Jump_To_Application();}}while (1){}return 0; }

可見，我們按下復(fù)位的同時(shí)按下PE2對(duì)應(yīng)的按鍵即可觸發(fā)應(yīng)用程序更新操作，否則跳轉(zhuǎn)到應(yīng)用程序的起始地址執(zhí)行應(yīng)用程序（斷點(diǎn)重啟也是默認(rèn)執(zhí)行應(yīng)用程序），這里的ApplicationAddress就是我們上面設(shè)置的0x08003000。

（2）主菜單函數(shù)Main_Menu

這個(gè)函數(shù)里就是該IAP程序的功能，根據(jù)其中的打印信息：

可以知道，該IAP有三個(gè)功能（分別輸入鍵盤上的數(shù)字1、2、3進(jìn)行選擇）：一是下載程序（電腦->STM32）；二是上傳程序（STM32->電腦）；三是執(zhí)行新程序（即剛下載完成的程序）。

（3）下載程序功能函數(shù)SerialDownload

首先，上位機(jī)使用Ymodem協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)下發(fā)，STM32根據(jù)協(xié)議解析數(shù)據(jù)，拿到有用的數(shù)據(jù)，并把這些數(shù)據(jù)寫入FLASH對(duì)應(yīng)的地址中，即ApplicationAddress。關(guān)于Ymodem協(xié)議及SerialDownload函數(shù)這里不展開討論。

4、下載驗(yàn)證

（1）下載IAP程序

可以使用J-link等調(diào)試器進(jìn)行下載，也可用串口ISP進(jìn)行下載，我們選用的是串口ISP進(jìn)行下載，借用的工具是FlyMcu：

這里下載的是.hex文件，如果下載.bin文件，則會(huì)提示如下錯(cuò)誤：

程序文件不是0x8000000和0x20000000區(qū)域的

使用ISP方式下載需要進(jìn)行的硬件操作是：BOOT0引腳拉高，BOOT1引腳接地。即系統(tǒng)存儲(chǔ)器被選為啟動(dòng)區(qū)域：

在點(diǎn)擊開始編程按鈕后，需要按下板子上的復(fù)位鍵，即可下載程序。

（2）通過IAP程序引導(dǎo)下載LED程序

上面提到下載程序使用的是Ymodem協(xié)議，所以得選用帶有Ymodem協(xié)議傳輸方式的上位機(jī)軟件來把應(yīng)用程序下載到板子里。可以選用SecureCRT，也可以選用超級(jí)終端。這里選用的是超級(jí)終端：

首先按下數(shù)字鍵1觸發(fā)下載程序操作，此時(shí)會(huì)不斷打印CCCCC...。然后點(diǎn)傳送->發(fā)送文件,選擇要下載的.bin文件及Ymodem協(xié)議。下載完成后按下數(shù)字3即可執(zhí)行新下載得應(yīng)用程序：

終于，LED閃爍起來了，點(diǎn)燈項(xiàng)目成功。斷電重啟之后默認(rèn)執(zhí)行的是這個(gè)點(diǎn)燈程序，要想下載新的程序，按下復(fù)位的同時(shí)按下PE2所對(duì)應(yīng)的按鍵（需要一定的手速）即可觸發(fā)更新程序操作。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的单片机串口IAP原理的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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