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如何设计一个应用于STM32系列MCU的BootLOader程序？

727 STM32

问答对人有帮助，内容完整，我也想知道答案 0 如何设计一个应用于STM32系列MCU的BootLOader程序？ 0
2021-11-23 06:06:31　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × heks 该类别下有 50 个回答。邀请回答 hgimtk 该类别下有 44 个回答。邀请回答新星之火12138 该类别下有 42 个回答。邀请回答 wang21cj 该类别下有 41 个回答。邀请回答 chm5 该类别下有 40 个回答。邀请回答 hjfjsdgfjdsf 该类别下有 37 个回答。邀请回答 werywer 该类别下有 35 个回答。邀请回答 h1654155957.9520 该类别下有 35 个回答。邀请回答 fdjslkjd 该类别下有 35 个回答。邀请回答 uvysdfydad 该类别下有 35 个回答。邀请回答 jenny042 该类别下有 34 个回答。邀请回答 dfzvzs 该类别下有 34 个回答。邀请回答维生素B2 该类别下有 34 个回答。邀请回答凤毛麟角该类别下有 34 个回答。邀请回答 ggfvxv 该类别下有 33 个回答。邀请回答刘洋该类别下有 33 个回答。邀请回答 meihuacg 该类别下有 33 个回答。邀请回答 hfgdzc 该类别下有 33 个回答。邀请回答 h1654155275.6678 该类别下有 32 个回答。邀请回答河南顺之航该类别下有 32 个回答。邀请回答举报熊本熊相关推荐 • 请问Hercules系列的MCU都没有内置的bootloader吗？ 2255 • bootloader程序是用来做什么的？与startup程序有区别么？ 4371 • 分享一款不错的应用于32位MCU的新产品的解决方案 1636 • 请问stm32的bootloader需要自己写吗？ 8897 • 单片机主要有哪些系列？ 6590 • 请问STM32L4R5xx系列可以使用STM32G0xx的Open Bootloader吗？ 338 • 如何对不同类型的MCU使用相同的固件？ 177 • 介绍几款比STM32F103系列性价比更高的MCU 5078 • STM32F42xxx/43xxx的引导加载程序版本是哪一个版本？ 175 • CAN Bootloader和应用程序 2268 1个回答

答案对人有帮助，有参考价值 0 对于很多人来说，BootLoader并不是一个陌生的词，甚至会经常用到它。因为在很多情况下我们都需要BootLoader程序，比如我们需要对系统在线升级时就需要它，还有当我们需要在外部存储器中运行程序时也需要用到它。在这里我们就来设计一个应用于STM32系列MCU的BootLOader程序。 1、BootLoader的基本原理既然我们想要实现一个面向STM32的BootLOader程序，那么首先我们必须来了解一下BootLOader程序的基本原理。顾名思义，BootLOader程序肯定是要实现系统的引导，这是BootLOader程序的基本功能。对于STM32系列MCU来说，系统启动后都会从内部Flash存储器的起始地址开始执行程序。然后进入应用程序并按既定的顺序执行下去，这时BootLoader与应用程序是一体的，具体如图所示：但有些时候，我们希望应用程序并不是直接运行，如我们希望对系统实现IAP的时候；或者我们希望应用程序并不在我们的内部Flash中运行；又或者应用程序虽然在内部Flash运行，但我们希望应用程序从我们指定的内部Flash地址运行等等。在这些时候我们就需要一个单独的BootLoader程序。系统首先启动BootLoader程序，系统准备就绪后进入到应用程序执行，具体如图所示：在上图中，我们实际上将应用程序存储在内部Flash的指定位置，这样做当然是为了实现我们某种需求，如系统IAP。当然我们也可以让应用程序存储于外部Flash中，然后BootLoader程序跳转到外部Flash去执行应用程序，不过前提是外部Flash内购执行程序。具体过程如下：当然，这只是一种示例，对于不同的存储器我们只需要修改地址就可以了。至于在BootLoader程序中要实现的功能就看使用情况了。原则上我们可以添加我们任意想要的功能，如硬件检测、系统升级等等。 2、目标BootLoader设计我们的目标是实现一个面向STM32的BootLoader程序。那么接下来我们就设计如何实现一个面向STM32的BootLoader程序。 2.1、Flash规划我们以STM32F407IGT6为目标MCU，这款MCU具有1M的Flash和192K的SRAM。我们将Flash划分为2个部分，一个是启动程序区(0x0800 0000 - 0x0800 3FFF )大小为16K Bytes，剩下的为应用程序区（0x0800 4000 - 0x080F FFFF）。具体分配如下图：我们让BootLoader程序占用16K的存储空间。但它是可以操作整个Flash存储空间的。 2.2、BootLoader程序结构我们来考虑一下BootLoader程序的结构问题。我们设计BootLoader程序的主要目的就是为了对应用程序进行升级。那么在BootLoader程序中主要需要实现哪些功能呢？有几个方面是必须要包括的，一是基本的配置，如时钟等，我们在主程序中实现；二是对Flash的操作，我们升级应用程序肯定会对Flash进行查处和写入操作；三是跳转控制程序，我们最终是需要去执行应用程序的，跳转功能必不可少。当然根据不同的需求可能会有其它的需要。具体如下图所示：上图中，我们除了签署的三项基本实现外，还添加了IAP文件的获取功能。这部分功能也是需要的，但在不同的模式下可能会有较大区别。因为获取文件的方式可以是各类通讯如以太网口、串口等。也可以是各类存储器，如SD卡、U盘等。所以这一功能虽然必不可少但实现方式则非常灵活，在后续实现中，我们具体问题具体分析。 3、目标BootLoader实现我们已经确定了Flash的划分，也基本明白了BootLoader的基本工作流程。在接下来我就来讨论一下究竟怎么实现一个BootLoader程序。 3.1、BootLoader编码我们知道芯片上电时先运行BootLoader程序，然后跳转到应用程序区执行应用程序。所以我们在编写BootLoader程序时我们首先判断系统是否有IAP的需求，如果有IAP请求则进入IAP模式，完成后再跳转到应用程序执行，如果没有IAP请求则直接跳转到应用程序执行。具体流程如下：关于IAP的处理在不同的情况下会有不同的处理方式，在这里我们主要看一看跳转控制程序。首先定义应用程序的首地址并声明一个函数指针类型。具体如下： #define ApplicationAddress 0x08004000 //应用程序首地址定义 typedef void (pFunction)(void); //定义跳转函数指针类型可能有人要问问什么定义这样一个函数指针类型，因为我们最终是跳转到Reset_Handler函数，所以必须要一个可以指向这个函数的函数指针。接下来我们就可以实现跳转程序了。 /跳转到应用程序处理函数/static void JumpToApplication(void){ uint32_t StackAddr; //应用程序栈地址 uint32_t ResetVector; //应用程序中断向量表的地址 pFunction JumpToApp; //定义跳转函数指针 __set_PRIMASK(1); //关闭全局中断 StackAddr = (__IO uint32_t)ApplicationAddress; //0x08004000; ResetVector = (__IO uint32_t)(ApplicationAddress + 4); //0x08004004; if((StackAddr&0x2FFC0000)==0x20000000) //检查栈顶地址是否合法. { __set_MSP(StackAddr); //初始化应用程序栈指针 JumpToApp = (pFunction)ResetVector; JumpToApp(); }} 3.2、应用程序处理* 实现了BootLoader的编码后，要想正确的跳转到App运行，我们还需要对App作相应的修改。重要的修改有2处。如果应用程序是裸机程序则在配置时钟前我们需要打开全局中端。 /开启全局中断，在BootLoader中关闭的/ __set_PRIMASK(0); 同时，还需要修改中端向量表的偏移量地址。对于我们所使用的STM32F07可直接在system_stm32f4xx.c文件中修改就可以了。 #define VECT_TAB_OFFSET 0x4000 /*!< Vector Table base offset field. 实现了上述修改并不能达到我们想要的目的，我们还需要在开发环境中做必要的修改。以我们使用的IAR EWARM V8.4为例。修改icf文件中对中断向量表和Flash存储区域的设定。具体如下图：完成上述配置后我们下载应用程序和BootLoader程序就可以实现正确的跳转了。 4、小结本篇中，我们只是实现了一个简单的BootLoader程序。下载到目标MCU后实现了跳转，应用程序也正常运行，说明我们的设计是正确的，后续可在次基础上添加各种功能实现相应的IAP应用。需要注意的是在BootLoader程序中我们关闭了全局中断，在应用程序初始化系统时钟之前一定要记得打开全局中断，否则SystemTick不能工作会产生硬件故障（hardfault）。不过如果App是运行在RTOS上，则打开中断可能会出错，这一点需要注意。

2021-11-23 11:32:45 评论举报闫康