Cortex-M3单片机的IAP在线升级上位机和下位机

素颜马尾好姑娘i 2023-06-12 08:35 10阅读 0赞

最近有个项目要做在线升级功能，我也是第一次做，把学习的过程总结下，希望能够帮助到

其他人吧。本篇博客主要介绍两个部分，下位机和上位机。

首先说下要实现功能：

1、上位机能够把APP的bin文件烧写进下位机并运行；

2、下位机能够在运行APP程序时候，通过指令跳转到Boot区运行，进行程序在线升级；

3、上电首先运行BOOT区程序，然后能够判定目前APP区是否有程序，然后跳转至APP区运行；

否则运行boot区程序，等待程序少写；

4、考虑到APP程序可能由于其它原因导致不能正常工作，要求上电后时候，虽然APP区有程序，

仍然可以升级程序；

一、BOOT程序

1、思路：

1）分为两个区，一个BOOT程序区，一个BOOT data 配置区（也可以用外面的非易失性存储器替代）；

2）上电根据BOOT DATA区参数来判定APP区是否有程序写入，然后计算APP区的CRC是否一致；如果

一致则APP区程序有效；否则无效；

3）跳转之前可以做几个秒级延时，或者判定某个引脚的状态，从而判定是否转到APP区运行，防止把APP

区烧坏，boot也不起作用；

4）在APP运行期间，可以通过升级指令跳转至boot区，这个时候，可以通过修改BOOT data 配置区数据，

来告诉程序，现在要做在线升级了。

2、具体实现：

1）Flash的读、写、擦除这些都是官方库提供的，没啥可说的。注意读写的字节类型，擦除时候注意块擦除

的块大小；

2）跳转，在跳转之前，一定要把终端全部关闭；程序存储的首地址为栈顶指针；程序第二个地址存储的为程序

执行地址；代码如下：

typedef void iapfun(void); //¶¨ÒåÒ»¸öº¯ÊýÀàÐÍµÄ²ÎÊý.

bool jump_app(void)
    {
        iapfun *ptJumpToApp = NULL;
    
        __disable_irq();                                 //¹Ø±ÕËùÓÐÖÐ¶Ë
        ptJumpToApp=(iapfun*)(*((vu32*)(APP_ADDR+4)));   //ÓÃ»§´úÂëÇøµÚ¶þ¸ö×ÖÎª³ÌÐò¿ªÊ¼µØÖ·(¸´Î»µØÖ·)		
        __set_MSP(*((vu32*)APP_ADDR));                   //³õÊ¼»¯APP¶ÑÕ»Ö¸Õë(ÓÃ»§´úÂëÇøµÄµÚÒ»¸ö×ÖÓÃÓÚ´æ·ÅÕ»¶¥µØÖ·)
        ptJumpToApp();									 //Ìø×ªµ½APP
    
        my_delay_ms(1000);
        __enable_irq();
        TRACE_DEBUG("jump_app error\r\n");
        return false;
    }

3）跳转到boot函数，类似；

二、APP程序

1、思路：

1）正常运行APP，当收到在线升级程序指令，则修改BOOT data 配置区数据，跳转到BOOT区运行；

2、实现：

1）程序运行之前，初始化时钟；SystemInit();

2）中断地址重映射（如果不用中断，则可以省略；初始化其它功能，运行即可；（说明，这里的地址为存储地址，不是程 序运行的首地址）；

static void nvic_set(void)
    {
        uint32_t        wAdd = 0;    
        //wAdd  = *((uint32_t*)(APP_ADDR+4));
        wAdd  = APP_ADDR;
    	wAdd -= 0x08000000;                                 //Æ«ÒÆÁ¿
     	NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH, wAdd);      //IAPÊ¹ÄÜ
    }

3）编译时候，把起始地址修改为存储地址，如下图：

![2019110110110146.png][]

三、问题

1、boot里面的看门狗时间要＞FLASH擦除时间（我的单片机擦除APP大概4S，因此为关闭了看门狗）；

2、APP程序里面如果打开了看门狗，则要求如下：

1）要么boot看门狗打开，要求跳转之前清狗，跳转时间+boot初始化时间<看门狗时间；

2）要么boot放到起始位置，收到跳转指令后复位；

![2019110111261733.png][]

四、上位机（基于MFC程序）

1、获得文件路径

void MyUpProgram::OnClickedButtouOpen()
    {
    	// TODO: 在此添加控件通知处理程序代码
    	//CString gReadFilePathName;  
    	//CFileDialog fileDlg(true, _T("mp3"), _T("*.mp3"), OFN_HIDEREADONLY | OFN_OVERWRITEPROMPT, _T("mp3 Files (*.mp3)|*.mp3|wav File(*.wav)|*.wav|All File (*.*)|*.*||"), NULL);  
    	CFileDialog fileDlg(true, _T("bin"), _T("*.bin"), OFN_HIDEREADONLY | OFN_OVERWRITEPROMPT, _T("bin Files (*.bin)|*.BIN||"), NULL);  
    	if (fileDlg.DoModal() == IDOK)    //弹出对话框  
    	{  
    		gReadFilePathName = fileDlg.GetPathName();//得到完整的文件名和目录名拓展名  
    		GetDlgItem(IDC_RICHEDIT_SHOW)->SetWindowText(gReadFilePathName);//将路径显示  
    		CString filename = fileDlg.GetFileName();
    		(GetDlgItem(IDC_BUTTON_UP))->EnableWindow(TRUE);
    	} 
    }

效果：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d1aGVueW91eXV5b3V5dQ_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

2、打开文件

包含如下头文件：

#include <iostream>
    #include <fstream>
    #include <string>
    
    using namespace std;

函数介绍：

ifstream ifs;

ifs.open(gReadFilePathName,ios::binary);//前面是文件完成路径，后面是以二进制形式打开

ifs.is\_open()判定打开是否成功

ifs.seekg((wPage-1)\* sizeof(chBuffer),ios::beg);//把光标设置为基于文件起始位置多少处读取数据

ifs.read((char\*)chBuffer,sizeof(chBuffer));//读取数据

ifs.gcount()//实际读出的个数

ifs.close()//关闭打开的文件

效果：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d1aGVueW91eXV5b3V5dQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]![20191101114310381.png][]

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d1aGVueW91eXV5b3V5dQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

[2019110110110146.png]: /images/20230531/8009cc24f24c4563b70780ced6ba5c6e.png
[2019110111261733.png]: /images/20230531/9466c39f70b64ce5b92da8a7bf4bb1ca.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d1aGVueW91eXV5b3V5dQ_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20230531/7f0f6db894fa481b8b6a84e54036b054.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d1aGVueW91eXV5b3V5dQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: https://img-blog.csdnimg.cn/20191101114202269.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d1aGVueW91eXV5b3V5dQ==,size_16,color_FFFFFF,t_70
[20191101114310381.png]: /images/20230531/fb2402e60dfa4c94bafb94440600c99d.png
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