STM32_Update \ STM32_UpdateSoftware \發佈\ STM32_UpdateSoftware.exe來升級，如果需要查看源碼請用VS2010打開工程文件。
最終要實現的是：
單片機每次上電會先運行啓動程序，檢查標誌位如果標誌位爲FLAG_TO_APP則直接跳轉到應用程序運行，如果標誌位爲FLAG_TO_BOOT，則運行啓動程序準備升級。在運行應用程序時，當接收到升級的指令後會在FLASH中的某處空間寫下升級的標誌位FLAG_TO_BOOT ，並且加載啓動程序，啓動程序 接受新的程序文件並且存儲在相應的FLASH空間裏，完成升級後會在標誌位的空間寫下FLAG_TO_APP，並且運行新的程序。
帖子包含如下幾個方面：
1。什麼是IAP？
2. STM32的啓動模式？
3. STM32的FLASH分佈？
4. STM32程序的運行過程？
5. BootLoader程序的編寫（如何實現程序的動態加載）？
6.程序的編寫？
7. bin文件的轉換？
8. 上位機串口升級軟件的簡介
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1. 什麼是IAP？
IAP的知識網上的各種資料也說的比較明白，在此簡單介紹一下。IAP（ In Application Programming）即在線應用編程，也就是用戶可以使用自己的程序對單片機的User Flash的某一區域（一般爲存放自己程序的區域）進行燒寫。在真正的工作中產品發佈後，可以很方便的使用預留的通信接口（串口、USB、網口、藍牙等）來完成程序的升級，從而避免了把機器拆開使用下載器燒寫程序。要實現IAP功能一般要設計兩部分代碼，一是BootLoader程序，這部分程序存儲在FLASH的某一位置，主要用來引導、升級App程序；二是App程序，這個程序纔是實現產品的功能程序。通過BootLoader來完成對App程序的更新升級，這就是IAP功能。
2. STM32的啓動模式
很多初學者對於STM32的啓動並不是很瞭解，這在《STM32的參考手冊》以及網上各種資料裏也有介紹，下面再簡單介紹一下：
STM32有三種啓動方式，主要是通過管腳BOOT0和BOOT1的連接方式來控制的，如下圖所示，因爲我們要讓程序從主存儲器啓動，因而在硬件 設計時要選擇第一種方式把BOOT0接到GND，BOOT1任意，可以拉高也可以拉低。
note: STM32上電啓動並不是直接進入main函數，而是先進行系統初始化，這個函數的調用是在啓動文件startup_stm32f10x_hd.s（因爲我的單片機是STM32F103RCT6,大容量芯片所以是這個文件）中執行復位中斷Reset_Handler時被調用的，執行完復位中斷纔會進入main函數。
3. STM32 FLASH的分佈
STM32每種型號單片機的FLASH大小及地址分配在芯片手冊裏都有介紹，我使用的是STM32F103RCT6的型號其FLASH爲256K屬於大容量產品其
FLASH的分佈如下圖：主存儲塊的地址是從0x08000000到0x0803FFFF共256K
我們在設計程序時把FLASH分成3部分，第一部分從0x08000000到0x0800FFFF共64K來存放BootLoader程序，第二部分爲0x08010000
到0x0802FFFF共128K來存放App程序，第三部分從0x08030000開始到0x803FFFF共64K來存放程序運行的標誌位和其他，如下所示：
4. STM32程序的運行過程
STM32的程序運行過程在很多資料裏也都有介紹，因爲STM32F103的單片機是基於Cortex-M3核的，它的內部主要是通過中斷向量表來響應各種中斷，內部閃存的起始地址是0x08000000，中斷向量表的起始地址是0x8000004，程序啓動後，將首先從“中斷向量表”取出復位中斷向量執行復位中斷程序完成啓動，當中斷來臨時STM32 的內部硬件機制亦會自動將 PC 指針定位到“中斷向量表”處，並根據中斷源取出對應的中斷向量執行相應的中斷服務程序。
如上圖所示STM32的正常啓動流程是：
a. STM32上電後會從 0x8000004 處取出復位中斷向量的地址，並跳轉執行復位中斷服務程序，如標號1所示；
b. 復位中斷復位程序執行完成之後就會跳轉到我們的main函數如標號2所示；
c. main函數一般爲死循環，當其收到某一中斷請求之後STM32會強制把PC指針指向中斷向量表，如標號3所示；
d. 查詢中斷向量表，根據中斷源來跳轉到相應的中斷服務程序中執行響應的操作；如標號4、5所示；
e. 執行完中斷服務程序之後會再回到main函數中，如標號6所示。
以上是STM32的正常運行過程，而當加入IAP程序之後，運行流程就如下所示：
加入IAP後程序運行如下：
a. STM32復位之後還是從0x8000004處獲取中斷向量表的地址，並跳轉執行復位中斷服務程序，如標號1所示；
b. 執行完復位中斷服務程序之後回調轉到IAP的main函數中，如標號2所示；
c. IAP的過程就是通過某種選定的通信方式（如串口）來接收程序文件，並且存儲在指定的FLASH空間裏，隨後會加載新的程序，而新程序
的復位中斷向量起始地址爲0X08000004+N+M，取出新程序的復位中斷向量的地址，並跳轉執行新程序的復位中斷服務程序，隨後跳轉
至新程序的 main 函數，如標號3、4所示；
d. 此時在STM32的FLASH裏面會有兩個中斷向量表，在新程序 main 函數執行的過程中，當中斷來臨時PC指針仍會回跳轉至地址爲
0x8000004 中斷向量表處，而並不是新程序的中斷向量表，這是由STM32的硬件機制決定的，如標號5所示；
e. 查詢中斷向量表，根據中斷源來跳轉到新的中斷服務程序中執行響應的操作，如標號6所示；
f. 執行完中斷服務程序之後會再回到main函數中，如標號7、8所示。
note:
由上可知新的程序在FLASH中必須放在IAP程序之後的某個地址裏，這裏我的程序中設置的是0x08010000 即偏移量爲0x10000，而且新程序
的中斷向量表也要做相應的偏移，偏移量也爲0x10000 （地址的設置可以通過編譯軟件來實現，下文會有介紹）。
5. BootLoader程序的編寫
BootLoader程序主要的功能是接收新的程序並把它存儲在FLASH的特定位置，然後加載新的程序運行。單片機每次上電都會先讀取一個
標誌位，根據此標誌位來決定是運行APP程序還是來運行自己來升級。
flag = STMFLASH_ReadHalfWord(FLASH_ADDR_UPDATE_FLAG); （FLASH_ADDR_UPDATE_FLAG 是0x08030000的地址）
當flag = FLAG_TO_APP 則加載App程序，否則執行升級程序。
在我的程序中通過串口來完成程序bin文件的傳輸,爲了通信安全制定通信協議，串口接收分爲兩種：
a. 指令的接收，長度爲16個字節，協議示例爲
test[16] = {55, aa, 01, 指令長度，命令碼，00,00，...00, 和校驗位}
和校驗位 = 0 - 前15字節的和，
b. 程序文件的接收，每包數據爲(2048 + 6)個字節，示例爲：
test[2054] = {55, aa, 01, 包號，命令碼，數據文件2048字節，和校驗位}
之所以設置以上的通信協議就是爲了保證數據傳輸的正確性。
- Boot程序的主函數
int main(void)
{
int flag = 3;
int nCount = 0;
delay_init();
uart_init(115200);
LED_Init();
TIM3_Init(99, 719); //10ms定時
flag = STMFLASH_ReadHalfWord(FLASH_ADDR_UPDATE_FLAG); //讀取標誌位
while(1)
{
//FLASH_EraseAllPages(); //僅在擦除所有FLASH時打開
if(flag == FLAG_TO_APP)
{
Iap_Load_App(FLASH_ADDR_APP);
}
else
{
ReceiveUsartData(); //串口接收
if(Flag10MS == 1)
{
Flag10MS = 0;
nCount++;
if(nCount == 10) //100ms
{
nCount = 0;
USARTxSendRespondToServer(USART1, SERIAL_CODE_STM32_UPDATE_PREPAR_BOOT_OK); //不能發送過快否則會有髒數據
LED0 = !LED0;
}
}
}
}
}
- 串口初始化程序
具體實現見源碼的uart_init()函數。
- 串口中斷服務程序 void USART1_IRQHandler(void)
的計數等於每包傳輸的總字節數USART_RECEIVE_CODE_DATA_SIZE時，置接收完成標誌位UsartReceiveFlag = 1並且置NextPageFlag = 1
跳出中斷去ReceiveUsartData()處理,把接收到的數據存儲在FLASH的指定位置，不斷循環直到文件全部接收完成。升級指令的接收方法
相同，詳見代碼。
（note：在中斷服務函數裏，儘量不要做其他的操作，只設定標誌位，具體的操作去外面的函數執行。）
- 重新加載代碼的程序
void MSR_MSP(u32 addr)
{
//asm("MSR MSP, r0"); //使用Keil內嵌彙編時使用這兩句
//asm("BX r14");
__ASM("msr msp, r0"); //set Main Stack value 將主堆棧地址保存到MSP寄存器(R13)中
__ASM("bx lr"); //跳轉到lr中存放的地址處。bx是強制跳轉指令 lr是連接寄存器，是STM32單片機的R14
}
typedef void (*IapFun)(void); //定義一個函數類型的參數
IapFun JumpToApp;
//跳轉到應用程序 AppAddr:用戶代碼起始地址.
void Iap_Load_App(u32 AppAddr)
{
if(((*(vu32*)AppAddr)&0x2FFE0000)==0x20000000) //檢查棧頂地址是否合法.
{
JumpToApp = (IapFun)*(vu32*)(AppAddr+4); //用戶代碼區第二個字爲程序開始地址(新程序復位地址)
MSR_MSP(*(vu32*)AppAddr); //初始化APP堆棧指針(用戶代碼區的第一個字用於存放棧頂地址)
JumpToApp(); //設置PC指針爲新程序復位中斷函數的地址，往下執行
}
}
首先 if(((*(vu32*)AppAddr)&0x2FFE0000)==0x20000000) 的作用是檢查棧頂地址是否合法，(*(vu32*)AppAddr)是去除用戶程序首地
址裏面的數據，而這個數據就是用戶代碼的堆棧地址，而堆棧地址指向RAM，RAM的起始地址是0x20000000，因此可以用上免得語句判斷用
戶的堆棧地址是否合法。
當判斷棧頂地址合法之後取出新的復位中斷函數的地址即(vu32*)(AppAddr+4)，並把它賦值給函數指針JumpToApp，然後調用
MSR_MSP()函數把主堆棧指針賦值給MSP寄存器，最後調用JumpToApp();來執行新的程序。
（這裏涉及到函數指針的知識，一定要理解函數名本身就是該函數的入口地址，它的實質是一個地址。）
上面涉及到嵌入彙編的知識，可能講解不是很透徹感興趣的朋友可以參考《Cortex-M3 權威指南》獲取更多的瞭解。
- 中斷向量表的設置和起始地址的設置（IAR軟件）
1. 打開工程，在工程名STM32_BOOT_v1.0上右鍵--Options
2. 選擇Linker--Edit.
3. 設置中斷向量表的地址Vector Table 和 Memory Regions的值
6. App程序的編寫
App程序相對簡單，它主要包含兩部分，一是程序要實現的主體功能(比如點亮LED)，主要是你想讓App做什麼就實現什麼；二是通過串口來查詢升級指令，當收到升級的命令後要在FLASH_ADDR_UPDATE_FLAG 的地址處寫入FLAG_TO_BOOT的標誌位，並且調用Iap_Load_App()l加載運行BootLoader的程序來完成升級，詳細請看源碼。
對於App程序的要設置其中斷向量表的偏移通過語句 SCB->VTOR = FLASH_BASE | FLASH_VTOR_OFFSET;來實現，FLASH_VTOR_OFFSET這個變量在程序中是 #define FLASH_VTOR_OFFSET ((uint32_t)0x10000) 因爲我們的App程序存儲地址是0x08010000相對於0x08000000來說偏移量即爲0x10000，而且在程序編譯時要設置Vector Table 和 Memory Regions的值爲0x08010000
7. bin文件的轉換
升級程序時編譯出的程序文件最好選用bin格式的文件，因爲bin文件比hex文件要小的多從而佔用的FLASH更小，這是比較主觀的優點，使用IAR軟件編譯時可以通過對軟件的設置來輸出bin格式的可執行文件，設置如下：
a. 打開工程的Options選項卡選擇選擇Output Converter
b. 在Output format選項中選擇 binary格式，同時把Override default輸出文件的後綴改爲.bin，這樣在相應的工程目錄下(我的是
STM32_App\Project\EWARM5\Debug\Exe) 路徑下就可以找到編譯輸出的bin格式的可執行文件了。
8. 上位機升級軟件的簡介
我的上位機升級軟件是使用C++寫的，具體編碼不做介紹了，想了解的朋友可以參考源碼。對話框界面如下：
首先設置端口號和波特率，然後連接串口，連接成功之後，點擊“選擇要升級的文件”來實現升級。
升級完成之後會提示“升級完成”。
到此我的IAP實現介紹完成，如果大家有什麼問題或者我的程序中大家發現了什麼bug可以提出來一起探討,希望以上內容會對大家學習STM32有所幫助。