升級的IAP 重要代碼解析請看這個文章:
一、擴展-IAP主要用於產品出廠後應用程序的更新作用,考慮到出廠時要先燒寫IAP 再燒寫APP應用程序要燒寫2次增加工人勞動力基礎上寫了“STM32 IAP+APP ==>雙劍合一”鏈接稍後發)
一、在進入主題之前我們先了解一些必要的基礎知識----stm32系列芯片的種類和型號:
startup_stm32f10x_hd.s 大容量的STM32F101xx,STM32F102xx,STM32F103xx
startup_stm32f10x_hd_vl.s 大容量的STM32F100xx
startup_stm32f10x_ld.s 小容量的STM32F101xx,STM32F102xx,STM32F103xx
startup_stm32f10x_ld_vl.s 小容量的STM32F100xx
startup_stm32f10x_md.s 中容量的STM32F101xx,STM32F102xx,STM32F103xx
startup_stm32f10x_md_vl.s 中容量的STM32F100xx (我項目中用的是此款芯片 stm32f100CB)
startup_stm32f10x_xl.s FLASH在512K到1024K字節的STM32F101xx,STM32F102xx,STM32F103xx
cl:互聯型產品,stm32f105/107系列
vl:超值型產品,stm32f100系列
xl:超高密度產品,stm32f101/103系列
ld:低密度產品,FLASH小於64K
md:中等密度產品,FLASH=64 or 128
hd:高密度產品,FLASH大於128
二、在拿到ST公司官方的IAP 程序後 我們要思考幾點:
1.ST 官方IAP是什麼針對什麼芯片型號的,我們要用的又是什麼芯片型號;
2.我們要用官方IAP適合我們芯片的程序升級使用,要在原有的基礎上做那些改變;
(我的資源裏有官方IAP源碼:http://download.csdn.net/detail/yx_l128125/6445811)
初略看了一下IAP源碼後,現在我們可以回答一下上面的2個問題了:
1.官網剛下載的IAP針對的是stm32f103c8芯片的,所以他的啓動代碼文件選擇的是 startup_stm32f10x_md.s,而我的芯片是stm32f100cb,所以我的啓動代碼文件選擇的是 startup_stm32f10x_md_lv.s
2 .第二個問題就是今天我們要做詳細分析才能回答的問題了;
(1).知道了IAP官方源碼的芯片和我們要用芯片的差異,首先我們要在源碼的基礎上做芯片級的改動;
A.首先改變編譯器keil的芯片型號上我們要改成我們的芯片類型---STM32F100CB;
B.在keil的options for targer 選項C/C++/PREPROMCESSOR symbols的Define欄裏定義,把有關STM32F10X_MD的宏定義改成:STM32F10X_MD_VL
- /* Uncomment the line below according to the target STM32 device used in your
- application
- */
- #if !defined (STM32F10X_LD) && !defined (STM32F10X_LD_VL) && !defined (STM32F10X_MD) && !defined (STM32F10X_MD_VL) && !defined (STM32F10X_HD) && !defined (STM32F10X_HD_VL) && !defined (STM32F10X_XL) && !defined (STM32F10X_CL)
- /* #define STM32F10X_LD */ /*!< STM32F10X_LD: STM32 Low density devices */
- /* #define STM32F10X_LD_VL */ /*!< STM32F10X_LD_VL: STM32 Low density Value Line devices */
- /* #define STM32F10X_MD */ /*!< STM32F10X_MD: STM32 Medium density devices */
- #define STM32F10X_MD_VL /*!< STM32F10X_MD_VL: STM32 Medium density Value Line devices */
- /* #define STM32F10X_HD */ /*!< STM32F10X_HD: STM32 High density devices */
- /* #define STM32F10X_HD_VL */ /*!< STM32F10X_HD_VL: STM32 High density value line devices */
- /* #define STM32F10X_XL */ /*!< STM32F10X_XL: STM32 XL-density devices */
- /* #define STM32F10X_CL */ /*!< STM32F10X_CL: STM32 Connectivity line devices */
- #endif
上面代碼說的是如果沒有定義 STM32F10X_MD_VL, 則宏定義 STM32F10X_MD_VL
C.外部時鐘問價在stm32f10x.h 依據實際修改,原文是 說如果沒有宏定義外部時鐘HES_VALUE的值,但是宏定義了stm32f10x_cl 則外部時鐘設置爲25MHZ, 否則外部時鐘都設置爲8MHZ; 我用的外部晶振是8MHZ的所以不必修改這部分代碼;
- #if !defined HSE_VALUE
- #ifdef STM32F10X_CL
- #define HSE_VALUE ((uint32_t)25000000) // Value of the External oscillator in Hz <pre name="code" class="plain"> #else </pre> #define HSE_VALUE ((uint32_t)8000000) //Value of the External oscillator in Hz #endif /* STM32F10X_CL */#endif /* HSE_VALUE */
D.做系統主頻時鐘的更改
- #if defined (STM32F10X_LD_VL) || (defined STM32F10X_MD_VL) || (defined STM32F10X_HD_VL)
- /* #define SYSCLK_FREQ_HSE HSE_VALUE */
- #define SYSCLK_FREQ_24MHz 24000000
- #else
- /* #define SYSCLK_FREQ_HSE HSE_VALUE */
- #define SYSCLK_FREQ_24MHz 24000000
- /* #define SYSCLK_FREQ_36MHz 36000000 */
- /* #define SYSCLK_FREQ_48MHz 48000000 */
- /* #define SYSCLK_FREQ_56MHz 56000000 */
- /*#define SYSCLK_FREQ_72MHz 72000000*/
- #endif
從上圖我們看出幾個關鍵部分:
1.內部flash 是從0x0800 0000開始 到0x0801 FFFF 結束, 0x0801FFFF-0x0800 0000= 0x20000 =128k 128也就是flash的大小;
2.SRAM的開始地址是 0x2000 0000 ;
我們要把我們的在線升級程序IAP放到FLASH裏以0x0800 0000 開始的位置, 應用程序放APP放到以0x08003000開始的位置,中斷向量表也放在0x0800 3000開始的位置;如圖
所以我們需要先查看一下misc.h文件中的中斷向量表的初始位置宏定義爲 NVIC_VectTab_Flash 0x0800 0000
那麼要就要設置編譯器keil 中的 options for target 的target選項中的 IROM1地址 爲0x0800 0000 大小爲 0x20000即128K;
IRAM1地址爲0x2000 0000 大小爲0x2000;
(提示:這一項IROM1 地址 即爲當前程序下載到flash的地址的起始位置)
下面我們來分析一下修改後的IAP代碼:
- /*******************************************************************************
- * @函數名稱 main
- * @函數說明 主函數
- * @輸入參數 無
- * @輸出參數 無
- * @返回參數 無
- *******************************************************************************/
- int main(void)
- {
- //Flash 解鎖
- FLASH_Unlock();
- //配置PA15管腳
- KEY_Configuration() ;
- //配置串口1
- IAP_Init();
- //PA15是否爲低電平
- if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_15) == 0x00)
- {
- //執行IAP驅動程序更新Flash程序
- SerialPutString("\r\n======================================================================");
- SerialPutString("\r\n= (C) COPYRIGHT 2011 Lierda =");
- SerialPutString("\r\n= =");
- SerialPutString("\r\n= In-Application Programming Application (Version 1.0.0) =");
- SerialPutString("\r\n= =");
- SerialPutString("\r\n= By wuguoyan =");
- SerialPutString("\r\n======================================================================");
- SerialPutString("\r\n\r\n");
- Main_Menu ();
- }
- //否則執行用戶程序
- else
- {
- //判斷用處是否已經下載了用戶程序,因爲正常情況下此地址是棧地址
- //若沒有這一句話,即使沒有下載程序也會進入而導致跑飛。
- if (((*(__IO uint32_t*)ApplicationAddress) & 0x2FFE0000 ) == 0x20000000)
- {
- SerialPutString("Execute user Program\r\n\n");
- //跳轉至用戶代碼
- JumpAddress = *(__IO uint32_t*) (ApplicationAddress + 4);
- Jump_To_Application = (pFunction) JumpAddress;
- //初始化用戶程序的堆棧指針
- __set_MSP(*(__IO uint32_t*) ApplicationAddress);
- Jump_To_Application();
- }
- else
- {
- SerialPutString("no user Program\r\n\n");
- }
- }
這裏重點說一下幾句經典且非常重要的代碼:
第一句: if (((*(__IO uint32_t*)ApplicationAddress) & 0x2FFE0000 ) == 0x20000000) //判斷棧定地址值是否在0x2000 0000 - 0x 2000 2000之間
怎麼理解呢? (1),在程序裏#define ApplicationAddress 0x8003000 ,*(__IO uint32_t*)ApplicationAddress) 即取0x8003000開始到0x8003003 的4個字節的值, 因爲我們的應用程序APP中設置把 中斷向量表 放置在0x08003000 開始的位置;而中斷向量表裏第一個放的就是棧頂地址的值
也就是說,這句話即通過判斷棧頂地址值是否正確(是否在0x2000 0000 - 0x 2000 2000之間) 來判斷是否應用程序已經下載了,因爲應用程序的啓動文件剛開始就去初始化化棧空間,如果棧頂值對了,說應用程已經下載了啓動文件的初始化也執行了;
第二句: JumpAddress = *(__IO uint32_t*) (ApplicationAddress + 4); [ common.c文件第18行定義了: pFunction Jump_To_Application;]
ApplicationAddress + 4 即爲0x0800 3004 ,裏面放的是中斷向量表的第二項“復位地址” JumpAddress = *(__IO uint32_t*) (ApplicationAddress + 4); 之後此時JumpAddress
第三句: Jump_To_Application = (pFunction) JumpAddress;
startup_stm32f10x_md_lv. 文件中別名 typedef void
(*pFunction)(void); 這個看上去有點奇怪;正常第一個整型變量 typedef int a; 就是給整型定義一個別名 a
void (*pFunction)(void); 是聲明一個函數指針,加上一個typedef 之後 pFunction只不過是類型 void (*)(void) 的一個別名;例如:
- pFunction a1,a2,a3;
- void fun(void)
- {
- ......
- }
- a1 = fun;
所以,Jump_To_Application = (pFunction) JumpAddress; 此時Jump_To_Application指向了復位函數所在的地址;
第四 、五句: __set_MSP(*(__IO uint32_t*) ApplicationAddress); \\設置主函數棧指針
Jump_To_Application(); \\執行復位函數
我們看一下啓動文件startup_stm32f10x_md_vl。s 中的啓動代碼,更容易理解
移植後的IAP代碼在我的資源(如果是stm32f100cb的芯片可以直接用):http://download.csdn.net/detail/yx_l128125/6475219
三、我們來簡單看下啓動文件中的啓動代碼,分析一下這更有利於我們對IAP的理解: (下面這篇文章寫的非常好,有木有!)
下文來自於:http://blog.sina.com.cn/s/blog_69bcf45201019djx.html
解析
解析STM32的啓動過程
當前的嵌入式應用程序開發過程裏,並且C語言成爲了絕大部分場合的最佳選擇。如此一來main函數似乎成爲了理所當然的起點——因爲C程序往往從main函數開始執行。但一個經常會被忽略的問題是:微控制器(單片機)上電後,是如何尋找到並執行main函數的呢?很顯然微控制器無法從硬件上定位main函數的入口地址,因爲使用C語言作爲開發語言後,變量/函數的地址便由編譯器在編譯時自行分配,這樣一來main函數的入口地址在微控制器的內部存儲空間中不再是絕對不變的。相信讀者都可以回答這個問題,答案也許大同小異,但肯定都有個關鍵詞,叫“啓動文件”,用英文單詞來描述是“Bootloader”。
無論性能高下,結構簡繁,價格貴賤,每一種微控制器(處理器)都必須有啓動文件,啓動文件的作用便是負責執行微控制器從“復位”到“開始執行main函數”中間這段時間(稱爲啓動過程)所必須進行的工作。最爲常見的51,AVR或MSP430等微控制器當然也有對應啓動文件,但開發環境往往自動完整地提供了這個啓動文件,不需要開發人員再行干預啓動過程,只需要從main函數開始進行應用程序的設計即可。
話題轉到STM32微控制器,無論是keil
uvision4還是IAR EWARM開發環境,ST公司都提供了現成的直接可用的啓動文件,程序開發人員可以直接引用啓動文件後直接進行C應用程序的開發。這樣能大大減小開發人員從其它微控制器平臺跳轉至STM32平臺,也降低了適應STM32微控制器的難度(對於上一代ARM的當家花旦ARM9,啓動文件往往是第一道難啃卻又無法逾越的坎)。
相對於ARM上一代的主流ARM7/ARM9內核架構,新一代Cortex內核架構的啓動方式有了比較大的變化。ARM7/ARM9內核的控制器在復位後,CPU會從存儲空間的絕對地址0x000000取出第一條指令執行復位中斷服務程序的方式啓動,即固定了復位後的起始地址爲0x000000(PC
= 0x000000)同時中斷向量表的位置並不是固定的。而Cortex-M3內核則正好相反,有3種情況:
1、
2、
3、
而Cortex-M3內核規定,起始地址必須存放堆頂指針,而第二個地址則必須存放復位中斷入口向量地址,這樣在Cortex-M3內核復位後,會自動從起始地址的下一個32位空間取出復位中斷入口向量,跳轉執行復位中斷服務程序。對比ARM7/ARM9內核,Cortex-M3內核則是固定了中斷向量表的位置而起始地址是可變化的。
有了上述準備只是後,下面以STM32的2.02固件庫提供的啓動文件“stm32f10x_vector.s”爲模板,對STM32的啓動過程做一個簡要而全面的解析。
程序清單一:
;文件“stm32f10x_vector.s”,其中註釋爲行號
DATA_IN_ExtSRAM EQU 0
Stack_Size EQU 0x00000400
AREA STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN = 3
Stack_Mem SPACE Stack_Size
__initial_sp
Heap_Size EQU 0x00000400
AREA HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN = 3
__heap_base
Heap_Mem SPACE Heap_Size
__heap_limit
THUMB
PRESERVE8
IMPORT NMIException
IMPORT HardFaultException
IMPORT MemManageException
IMPORT BusFaultException
IMPORT UsageFaultException
IMPORT SVCHandler
IMPORT DebugMonitor
IMPORT PendSVC
IMPORT SysTickHandler
IMPORT WWDG_IRQHandler
IMPORT PVD_IRQHandler
IMPORT TAMPER_IRQHandler
IMPORT RTC_IRQHandler
IMPORT FLASH_IRQHandler
IMPORT RCC_IRQHandler
IMPORT EXTI0_IRQHandler
IMPORT EXTI1_IRQHandler
IMPORT EXTI2_IRQHandler
IMPORT EXTI3_IRQHandler
IMPORT EXTI4_IRQHandler
IMPORT DMA1_Channel1_IRQHandler
IMPORT DMA1_Channel2_IRQHandler
IMPORT DMA1_Channel3_IRQHandler
IMPORT DMA1_Channel4_IRQHandler
IMPORT DMA1_Channel5_IRQHandler
IMPORT DMA1_Channel6_IRQHandler
IMPORT DMA1_Channel7_IRQHandler
IMPORT ADC1_2_IRQHandler
IMPORT USB_HP_CAN_TX_IRQHandler
IMPORT USB_LP_CAN_RX0_IRQHandler
IMPORT CAN_RX1_IRQHandler
IMPORT CAN_SCE_IRQHandler
IMPORT EXTI9_5_IRQHandler
IMPORT TIM1_BRK_IRQHandler
IMPORT TIM1_UP_IRQHandler
IMPORT TIM1_TRG_COM_IRQHandler
IMPORT TIM1_CC_IRQHandler
IMPORT TIM2_IRQHandler
IMPORT TIM3_IRQHandler
IMPORT TIM4_IRQHandler
IMPORT I2C1_EV_IRQHandler
IMPORT I2C1_ER_IRQHandler
IMPORT I2C2_EV_IRQHandler
IMPORT I2C2_ER_IRQHandler
IMPORT SPI1_IRQHandler
IMPORT SPI2_IRQHandler
IMPORT USART1_IRQHandler
IMPORT USART2_IRQHandler
IMPORT USART3_IRQHandler
IMPORT EXTI15_10_IRQHandler
IMPORT RTCAlarm_IRQHandler
IMPORT USBWakeUp_IRQHandler
IMPORT TIM8_BRK_IRQHandler
IMPORT TIM8_UP_IRQHandler
IMPORT TIM8_TRG_COM_IRQHandler
IMPORT TIM8_CC_IRQHandler
IMPORT ADC3_IRQHandler
IMPORT FSMC_IRQHandler
IMPORT SDIO_IRQHandler
IMPORT TIM5_IRQHandler
IMPORT SPI3_IRQHandler
IMPORT UART4_IRQHandler
IMPORT UART5_IRQHandler
IMPORT TIM6_IRQHandler
IMPORT TIM7_IRQHandler
IMPORT DMA2_Channel1_IRQHandler
IMPORT DMA2_Channel2_IRQHandler
IMPORT DMA2_Channel3_IRQHandler
IMPORT DMA2_Channel4_5_IRQHandler
AREA RESET, DATA, READONLY
EXPORT __Vectors
__Vectors
DCD __initial_sp
DCD Reset_Handler
DCD NMIException
DCD HardFaultException
DCD MemManageException
DCD BusFaultException
DCD UsageFaultException
DCD 0
DCD 0
DCD 0
DCD 0
DCD SVCHandler
DCD DebugMonitor
DCD 0
DCD PendSVC
DCD SysTickHandler
DCD WWDG_IRQHandler
DCD PVD_IRQHandler
DCD TAMPER_IRQHandler
DCD RTC_IRQHandler
DCD FLASH_IRQHandler
DCD RCC_IRQHandler
DCD EXTI0_IRQHandler
DCD EXTI1_IRQHandler
DCD EXTI2_IRQHandler
DCD EXTI3_IRQHandler
DCD EXTI4_IRQHandler
DCD DMA1_Channel1_IRQHandler
DCD DMA1_Channel2_IRQHandler
DCD DMA1_Channel3_IRQHandler
DCD DMA1_Channel4_IRQHandler
DCD DMA1_Channel5_IRQHandler
DCD DMA1_Channel6_IRQHandler
DCD DMA1_Channel7_IRQHandler
DCD ADC1_2_IRQHandler
DCD USB_HP_CAN_TX_IRQHandler
DCD USB_LP_CAN_RX0_IRQHandler
DCD CAN_RX1_IRQHandler
DCD CAN_SCE_IRQHandler
DCD EXTI9_5_IRQHandler
DCD TIM1_BRK_IRQHandler
DCD TIM1_UP_IRQHandler
DCD TIM1_TRG_COM_IRQHandler
DCD TIM1_CC_IRQHandler
DCD TIM2_IRQHandler
DCD TIM3_IRQHandler
DCD TIM4_IRQHandler
DCD I2C1_EV_IRQHandler
DCD I2C1_ER_IRQHandler
DCD I2C2_EV_IRQHandler
DCD I2C2_ER_IRQHandler
DCD SPI1_IRQHandler
DCD SPI2_IRQHandler
DCD USART1_IRQHandler
DCD USART2_IRQHandler
DCD USART3_IRQHandler
DCD EXTI15_10_IRQHandler
DCD RTCAlarm_IRQHandler
DCD USBWakeUp_IRQHandler
DCD TIM8_BRK_IRQHandler
DCD TIM8_UP_IRQHandler
DCD TIM8_TRG_COM_IRQHandler
DCD TIM8_CC_IRQHandler
DCD ADC3_IRQHandler
DCD FSMC_IRQHandler
DCD SDIO_IRQHandler
DCD TIM5_IRQHandler
DCD SPI3_IRQHandler
DCD UART4_IRQHandler
DCD UART5_IRQHandler
DCD TIM6_IRQHandler
DCD TIM7_IRQHandler
DCD DMA2_Channel1_IRQHandler
DCD DMA2_Channel2_IRQHandler
DCD DMA2_Channel3_IRQHandler
DCD DMA2_Channel4_5_IRQHandler
AREA |.text|, CODE, READONLY
Reset_Handler PROC
EXPORT Reset_Handler
IF DATA_IN_ExtSRAM == 1
LDR R0,= 0x00000114
LDR R1,= 0x40021014
STR R0,[R1]
LDR R0,= 0x000001E0
LDR R1,= 0x40021018
STR R0,[R1]
LDR R0,= 0x44BB44BB
LDR R1,= 0x40011400
STR R0,[R1]
LDR R0,= 0xBBBBBBBB
LDR R1,= 0x40011404
STR R0,[R1]
LDR R0,= 0xB44444BB
LDR R1,= 0x40011800
STR R0,[R1]
LDR R0,= 0xBBBBBBBB
LDR R1,= 0x40011804
STR R0,[R1]
LDR R0,= 0x44BBBBBB
LDR R1,= 0x40011C00
STR R0,[R1]
LDR R0,= 0xBBBB4444
LDR R1,= 0x40011C04
STR R0,[R1]
LDR R0,= 0x44BBBBBB
LDR R1,= 0x40012000
STR R0,[R1]
LDR R0,= 0x44444B44
LDR R1,= 0x40012004
STR R0,[R1]
LDR R0,= 0x00001011
LDR R1,= 0xA0000010
STR R0,[R1]
LDR R0,= 0x00000200
LDR R1,= 0xA0000014
STR R0,[R1]
ENDIF
IMPORT __main
LDR R0, =__main
BX R0
ENDP
ALIGN
IF :DEF:__MICROLIB
EXPORT __initial_sp
EXPORT __heap_base
EXPORT __heap_limit
ELSE
IMPORT __use_two_region_memory
EXPORT __user_initial_stackheap
__user_initial_stackheap
LDR R0, = Heap_Mem
LDR R1, = (Stack_Mem + Stack_Size)
LDR R2, = (Heap_Mem + Heap_Size)
LDR R3, = Stack_Mem
BX LR
ALIGN
ENDIF
END
ENDIF
END
如程序清單一,STM32的啓動代碼一共224行,使用了彙編語言編寫,這其中的主要原因下文將會給出交代。現在從第一行開始分析:
#define DATA_IN_ExtSRAM 0
#define Stack_Size 0x00000400
以上便是STM32的啓動代碼的完整解析,接下來對幾個小地方做解釋:
1、
2、
3、
4、
至此可以總結一下STM32的啓動文件和啓動過程。首先對棧和堆的大小進行定義,並在代碼區的起始處建立中斷向量表,其第一個表項是棧頂地址,第二個表項是復位中斷服務入口地址。然後在復位中斷服務程序中跳轉¬¬C/C++標準實時庫的__main函數,完成用戶堆棧等的初始化後,跳轉.c文件中的main函數開始執行C程序。假設STM32被設置爲從內部FLASH啓動(這也是最常見的一種情況),中斷向量表起始地位爲0x8000000,則棧頂地址存放於0x8000000處,而復位中斷服務入口地址存放於0x8000004處。當STM32遇到復位信號後,則從0x80000004處取出復位中斷服務入口地址,繼而執行復位中斷服務程序,然後跳轉__main函數,最後進入mian函數,來到C的世界。(轉載)
二、實驗的IAP串口在線升級案列可以看這個文章:http://blog.csdn.net/xiaoaid01/article/details/38110163(正點原子的)
三、說說個人學習中覺得重要的東西:
1.關於keil的配置這個很重要:比如bootloader:爲0x8000000----0x80040000 即16K大小爲boot程序區域 應用程序的起始地址爲0x80040000
那對應的keil和程序配置如下,bootloader:程序中設置 NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH, 0x0);配置中斷向量偏移量 keil中做好相對應的配置
這個大小最好設置和bootloader預留空間大小一致。
這個地方一定要勾上,這隻代碼定位,只要勾上了NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH,
0x0)這個函數才起作用,特別是在APP程序中。
在APP的配置時:NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH, 0x4000);keil裏面的配置IROM1:0x8004000 SIZE:實際的flash大小-bootloader預留區大小