目錄

• 簡介
• 啟動方式
• • Boot0=0，Boot1=x
  • Boot0=1，Boot1=0
  • Boot0=1，Boot1=1
• 燒錄方式
• • ICP
  • ISP
  • IAP
  • • IAP的作用
    • IAP與ICP、ISP的運行差別
    • IAP的Bootloader程序實現
    • IAP的APP程序實現

簡介

???????微控制器在硬件中作為核心，通過執行保存在內部存儲器中的程序，運行各種外設，并通過引腳，控制其它電路，而將程序保存在微控制器內部存儲器的過程，被稱為燒錄。

???????燒錄的方式可分為以下三種：

• ICP（In-Circuit Programmer，在電路編程）
• ISP（In-System Programming，在系統編程）
• IAP（In-Application Programming，在應用編程）

???????在介紹不同燒錄方式的區別前，先介紹一下微控制器的啟動方式。

啟動方式

???????微控制器的啟動方式有引腳Boot0和Boot1的電平決定，一般通過撥碼開關或引腳+跳線帽的方式控制，根據組合有以下三種啟動方式，其中‘x‘表示高電平或低電平（即高低電平皆可）。

Boot0=0，Boot1=x

???????當Boot0=0, Boot1=x時，上電復位后微控制器從內部Flash的主存儲區開始運行程序，該地址一般是0x0800 0000。

???????設置該啟動模式前，程序應該被保存在內部Flash主存儲區的最前面。

Boot0=1，Boot1=0

???????當Boot0=1, Boot1=0時，上電復位后微控制器自動運行引導裝載程序，即內部Flash信息塊中的Bootloader區，通過運行該程序將代碼引導裝載至內部Flash中，完成程序燒錄。

Bootloader區的地址可能隨著微控制器的不同而改變，主要是由于內部Flash的主存儲區大小變化。

Boot0=1，Boot1=1

???????當Boot0=1, Boot1=1時，上電復位后微控制器從內部SRAM開始運行程序，該地址一般是0x2000 0000。

???????同理，設置該啟動模式前，程序應該被保存在內部SRAM的最前面，并且由于SRAM掉電后不會保留數據，因此不能進行復位等操作，一般該啟動模式用于調試程序。

燒錄方式

ICP

???????ICP（In-Circuit Programmer）指在電路中編程，需要ST-Link、J-Link等燒錄器進行燒錄（此時使用JTAG、SWD等接口），使用該燒錄方式時，通過燒錄器連接計算機和微控制器后通過keil5進行程序燒錄（聽說除了keil5還有其它軟件，但都需要燒錄器），此時燒錄文件為編譯后產生的bin文件。

???????通過ICP進行燒錄時，啟動方式設置為第1種，即Boot0=0，Boot1=x，以在燒錄完成并復位后直接從內部Flash開始運行。

雖然這時候在硬件設置啟動方式為Boot0=0，Boot1=x，但燒錄器會在下載時調整為Boot0=1，Boot1=0以進行程序燒錄，但這不影響后續復位后的程序運行。

ISP

??????? ISP（In-System Programming）指在系統編程，不需要燒錄器，但同樣需要將計算機和微控制器連接，用于作為程序的數據進行傳輸，可以使用USB、USB轉串口模塊（常用）等方式進行燒錄，在燒錄時計算機需要打開ISP燒錄軟件，并選擇對應的模式，一般不同微控制器使用的ISP軟件不同，下圖分別是ST和GD使用的ISP軟件。

???????紅框中為燒錄時選擇模式，DTR（Data Terminal Ready）表示數據終端準備好，RTS（Request To Send）表示請求發送 。可以看到都是通過串口進行燒錄的（當然還有其它的ISP軟件）。

???????通過ISP燒錄時，啟動方式設置為第2種，即Boot0=1，Boot1=0，運行引導裝載程序以將傳輸的數據作為程序存儲在內部Flash最前面，燒錄完成后需要修改啟動方式為第1種。

???????通過ISP方式燒錄到程序文件通常是hex文件。

當然，使用此種模式一般將Boot0接到按鍵上，然后不按下接高電平，按下后接低電平，此時通過ISP燒錄前按住按鍵即可。

IAP

??????? IAP（In-Application Programming）指在應用編程，不需要通過燒錄器、USB等設備與計算機連接，但需要從SD卡等存儲設備獲取新程序（bin文件）進行自我更新（當然，通過USB、UART等接口獲取的程序也可行）。

???????IAP燒錄方式的燒錄邏輯是：在內部Flash的最前面燒錄第1個程序（稱為Bootloader程序），其次在相對0800 0000具有偏移的位置存儲第2個程序（稱為APP程序）。在Bootloader程序中，完成APP程序的更新，以及跳轉至APP程序執行。

APP程序則和上述兩種燒錄方式燒錄的程序相同，為正式運行的程序。

IAP的作用

???????IAP一般可以用于產品的程序更新，避免更新時需要對其進行收回、拆解等步驟，并且方便用于自行操作。

IAP與ICP、ISP的運行差別

???????ICP和ISP都是將1個程序存儲到內部Flash中并運行，程序在內部Flash中的存儲空間分布如下圖所示，最前面是棧頂地址，其次是各個中斷向量，然后是各個中斷向量對應的中斷程序入口，最后是main函數入口。

???????程序運行時，棧指針指向復位中斷向量，其次通過該向量跳轉至復位中斷程序中運行，復位中斷程序一般在startupxx.s文件中定義，用于初始化系統并跳轉至main函數運行，最后進入main函數執行循環。當中斷請求出現時，棧指針指向對應中斷向量，并通過該向量跳轉至對應的中斷程序中運行，運行結束后再回到原位置，繼續運行循環中的內容。

???????IAP是從Bootloader程序中跳轉至APP程序中運行，因此在內部Flash中的空間分布略有不同，如下圖所示，在執行Bootloader程序的main函數時，進行APP函數的跳轉過程，最后執行APP程序中的main函數。當中斷請求出現時，棧指針指向Bootloader程序中斷向量表中對應中斷向量，并通過該向量及程序偏移值跳轉至對應的中斷程序中運行，運行結束后再回到原位置，繼續運行循環中的內容。

IAP的Bootloader程序實現

???????Bootloader程序主要完成APP程序的更新以及跳轉，其中APP程序的更新即從接口或存儲設備中獲取后存放在內部Flash對應區域中接口（相對首地址有偏移量）。

???????APP程序的跳轉可參考以下代碼，其中& 0x2FFE0000并與0x20000000判斷是否相等，表示該地址在0x20000000 ~ 0x2001 0000之間（理論上可修改，在內部SRAM中即可）。

void GotoApp(u32 appAddr) {//App復位中斷服務函數void (*appResetHandler)(void); //延時變量u32 delay;//檢查棧頂地址是否合法.if(0x20000000 == ((*(u32*)appAddr) & 0x2FFE0000)) {//獲取App復位中斷服務函數地址，用戶代碼區第2個字為程序開始地址(復位地址)appResetHandler = (void (*)(void))(*(u32*)(appAddr + 4));//設置App主棧指針，用戶代碼區的第一個字用于存放棧頂地址SetMSP(*(u32*)(appAddr));//跳轉到App__set_FAULTMASK(1);//關閉所有中斷NVIC_SystemReset();//系統復位} }

???????其中SetMSP為匯編程序編寫的函數，如下所示，其中r0為addr的地址，具體可參考ARM架構基本寄存器一文及該專欄。

__asm static void SetMSP(u32 addr) {MSR MSP, r0BX r14 }

IAP的APP程序實現

???????APP程序為用戶程序，實際上任意程序都可以，但需要進行相應的配置，配置步驟如下：

設置起始地址和存儲空間
???????在keil中設置起始地址和存儲空間的大小，如下圖所示，在Options for Target 'Target1’對話框中，打開Target標簽頁，勾選IROM1選項，并將起始地址設置為0x8010000，大小為0x70000（即448KB，可修改，用于存放APP程序），此時APP程序代碼存放地址即為Flash起始地址加上相對偏移量X（這里將偏移量X設置為10000），即0x08010000。

2. 設置中斷向量表偏移量

???????在APP程序的main函數執行硬件初始化前，加入以下代碼，設置相對偏移量X為0x10000。

nvic_vector_table_set(FLASH_BASE,0x10000);

設置bin文件生成
???????通過上面兩個步驟即可生成APP程序，但keil默認生成hex文件，因此需要設置生成bin文件：如下圖所示，在Options for Target 'Target1’對話框中，打開Target標簽頁User標簽頁，勾選Run#1選項，并在對應的User command欄中添加格式轉換工具fromelf.exe路徑、bin文件存放路徑和用戶程序路徑，3個路徑之間通過空格隔開。

fromelf.exe路徑在leil安裝路徑中找，bin文件存放路徑任意，用戶程序路徑指APP程序的axf文件路徑。
注意：路徑可以是相對路徑或絕對路徑，并且需要空格隔開。

???????設置結束后點擊編譯，即可在上面填寫的bin文件路徑中找到對應的bin文件。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的GD32（7）程序烧录及运行的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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