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通常情況下我們給STM32系列的單片機燒錄程序文件的時候，使用SWD、J-link或者通過設(shè)置BOOT引腳后，使用串口進行程序下載，這樣的方式直接一次性將程序文件下載到單片機的flash中，比較適合絕大部分的應(yīng)用。但是有些應(yīng)用中產(chǎn)品裝配完成后，下載口不便引出的情況下，或者是某些設(shè)備需要具有遠(yuǎn)程更新程序情況下，使用串口IAP的方式將會更加便捷。 一般我們常見的51單片機內(nèi)部的flash空間，只能使用下載器進行燒錄程序。芯片自身無法擦寫內(nèi)部flash空間。這樣的情況下，如果我們后期需要升級芯片中的程序時，只能到現(xiàn)場使用下載器重新燒錄程序，這樣比較繁瑣。但是STM32單片機內(nèi)部的flash可以在程序中讓單片機自身去擦寫編程，同時官方也提供了相應(yīng)的操作函數(shù)固件庫。這樣就可以實現(xiàn)單片機程序的遠(yuǎn)程升級，通過芯片外設(shè)的某種通信接口（一般常用串口），將程序文件發(fā)送給芯片，讓芯片自身把程序文件寫入內(nèi)部flash，實現(xiàn)程序的遠(yuǎn)程升級操作。如果要實現(xiàn)讓單片機自身去升級程序，就必須要將內(nèi)部flash空間進行劃分，分不同的區(qū)域?qū)懭氩煌こ痰某绦虼a，才能實現(xiàn)該功能。 一般情況下，我們將單片機的內(nèi)部flash空間劃分為兩大區(qū)域，為了方便理解，我們叫做bootloader區(qū)域和app區(qū)域（這里的bootloader和app為自定義名稱，也可叫做其他名稱）。分為兩大區(qū)域的原因是，我們要給一塊芯片（單片機）寫入兩個不同的工程文件，這個兩個工程分別是“程序升級工程（bootloader）”和“應(yīng)用程序工程（app）”。兩個工程的區(qū)別是： “程序升級工程”存放在flash的bootloader區(qū)域。它的作用：接收新版本的程序文件，將收到的文件寫入內(nèi)部flash的app區(qū)域中。這個工程的任務(wù)比較單一，所以它只占用較小的一部分flash空間”。 “應(yīng)用程序工程”存放在flash的app區(qū)域。它的作用：執(zhí)行真正的功能操作。如數(shù)據(jù)采集、執(zhí)行一些運算等操作。也是單片機實際發(fā)揮作用的程序。升級程序的方式是，可以靈活應(yīng)用，主要看開發(fā)人員的編程思路，在這里我們使用上電檢測的方式進行程序的更新。 單片機上電后，首先在bootloader區(qū)域運行程序升級函數(shù)，檢測是否有新版本的程序需要升級，如果需要升級時，就將接收的新版本程序數(shù)據(jù)寫入app區(qū)域，之后跳轉(zhuǎn)到app區(qū)域去運行正在的應(yīng)用程序函數(shù)。如果不需要升級程序時，就直接跳轉(zhuǎn)到app區(qū)域去執(zhí)行程序。流程如下： 串口IAP程序的操作方式是，分時切換flash區(qū)域進行執(zhí)行不同功能的函數(shù)，而不是兩個區(qū)域中的程序都在運行。任何時候，單片機都不能同時執(zhí)行兩個工程代碼，我們將flash空間劃分如下（以STM32F103CB為例）flash的總大小是128Kb，劃分bootloader區(qū)域大小為8Kb，app區(qū)域為120Kb。示意圖和相關(guān)地址如下： 如果想要將程序按照如上圖所示的flash空間存放的話，就必須對編譯環(huán)境進行一些設(shè)置，才能到達(dá)我們的目的，不再使用默認(rèn)的編譯設(shè)置。bootloader工程設(shè)置在編程軟件keil5中設(shè)置如下： 如果想要將程序按照如上圖所示的flash空間存放的話，就必須對編譯環(huán)境進行一些設(shè)置，才能到達(dá)我們的目的，不再使用默認(rèn)的編譯設(shè)置。bootloader工程設(shè)置在編程軟件keil5中設(shè)置如下： app工程設(shè)置在編程軟件keil5中設(shè)置如下： 在app工程的程序代碼中除了設(shè)置工程代碼的編譯地址之外，還要將中斷向量表偏移寄存器的值進行相對應(yīng)的設(shè)置。設(shè)置中斷向量表偏移寄存器的方法有兩種： ①→可以在app應(yīng)用程序的主程序while循環(huán)之前設(shè)置，設(shè)置格式為：
CB->VTOR = FLASH_BASE | 0x2000; ②→還可以在官方的固件庫設(shè)置，在固件庫system_stm32f10x.c文件中，第267行使用了如下的設(shè)置： 而上述表達(dá)式中的“VECT_TAB_OFFSET”在該固件庫文件的第128行進行了聲明和初值定義： 可以看出，默認(rèn)情況下，“VECT_TAB_OFFSET”的值等于0。也就是不進行偏移，我們在進行IAP編程的時候，可以將此處的初值改為對應(yīng)的偏移量即可。通常我們不對官方固件庫進行更改，所以常用第一種方式進行設(shè)置中斷偏移量。在這里要注意的是，偏移量不能隨意任意設(shè)置，由于ARM Cortex®-M3內(nèi)核規(guī)定，中斷向量表必須對齊原則。因此中斷偏移量的值必須是0x200的倍數(shù)。 IAP代碼中關(guān)于跳轉(zhuǎn)部分的詳解： 在編程中我們要清楚的知道，單片機任何時候只能運行一個代碼工程，并不是兩個區(qū)域的代碼都在運行。所以就必須使單片機要在兩個區(qū)域（bootloader區(qū)域和app區(qū)域）或者是兩個工程代碼之間進行跳轉(zhuǎn)。跳轉(zhuǎn)之前除了要將app工程代碼中的中斷偏移量進行相對應(yīng)的設(shè)置外，還要在單片機跳轉(zhuǎn)時，設(shè)置app區(qū)域代碼的主堆棧棧頂?shù)刂贰Ｍㄟ^官方手冊就可以知道，STM32默認(rèn)啟動地址是0x08000000，而這個首地址中保存的就是堆棧的棧頂?shù)刂罚@個地址是在代碼編譯后，有編譯器自動產(chǎn)生。同時根據(jù)相關(guān)手冊可以看到STM32的程序存放規(guī)則和編譯后的可執(zhí)行文件的規(guī)則是，編譯后的可執(zhí)行文件中第一個字就是被下載到STM32內(nèi)部flash中的第一個存儲單元中，而這個就是我們需要的堆棧棧頂?shù)刂贰?/font> 重新設(shè)置STM32的堆棧棧頂?shù)刂肥菍儆趦?nèi)核級別的操作，因此C語言無法進行內(nèi)核操作，只能借助嵌入?yún)R編的形式進行操作，一般是使用MSR指令進行操作的。MSR指令是用于訪問內(nèi)核中特殊功能寄存器（如堆棧棧頂寄存器）專用匯編指令。其編寫形式一般為如下： 完成對工程的設(shè)置與程序代碼的編寫之后，我們還需要得到相應(yīng)工程的BIN格式文件，keil軟件自帶輸出BIN文件的功能，但是一般情況下我們不使用BIN文件，所以程序代碼編譯完畢后，軟件默認(rèn)是不輸出BIN格式的文件。如想要keil在編譯完成之后，同時輸出BIN文件，則需要進行設(shè)置，設(shè)置方法是在工程管理的選項卡的User選項中的Run #1處編寫命令“fromelf.exe --bin -o "$L@L.bin" "#L"”即可，如圖：
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