STM32F4 SD卡IAP升级

2019-07-20 03:27发布

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在嵌入式程序开发过程中，经常需要进行升级程序，升级程序的方法有很多种，今天和大家分享一下通过SD卡进行程序升级的方法。这种方法非常有实用价值，并且在实际工程得到了很好的应用，我把这种方法移植到原子哥的STM32F407开发板上，下面详细介绍下这种方法：

一、准备材料：
1，STM32F4开发板一个
2，SD卡一个

二、IAP简介：
IAP的主要作用是在用户程序运行过程中对Flash的部分区域进行烧写，实现的效果就是通过SD卡把不同的程序烧写到MCU中运行，具体介绍可以参考原子哥的《STM32F4开发指南》第五十五章，串口IAP实验那一节。

三、操作步骤：
1，把Bootloader程序下载到MCU中（程序见附件）
2，把App程序（.bin格式）文件放到SD卡根目录（注意文件名称要和Bootloader中设置的相同）
3，进行升级（LCD上有提示，按下KEY_UP 键开始升级）
4，升级完毕自动跳转到新程序处开始执行（由于只是演示程序，所以芯片复位或重启会从Bootloader段程序开始执行）
下面对Bootloader段程序和App程序的设置进行介绍：
Bootloader程序：
在进行SD升级之前需要MCU中下载一段程序，这段程序的作用就是把SD卡中需要升级的文件写入到MCU中，而这段程序叫做Bootloader程序。需要升级的程序（固件）叫做App程序，这两段程序存在MCU的Flash中的两段不同的区域，他们之间的关系如下图：

需要注意的是：Bootloader程序只需往MCU中下载一次即可，不同的App程序可以通过Booyloader程序烧写到Flash中。

  Bootloader程序最重要的部分有两段，分别为通过SD卡读取要升级的App程序和将读到的程序烧写到Flash中。
  Bootloader程序在读取文件时要将数据暂存到一个数组中，然后在烧写到Flash中，所以每次读取的数据不能过大，否则占用太多空间，我每次读取2048Byte数据然后烧写到Flash中，再继续读取2048字节，在写入Flash，直到把所有数据都读取完并写入到Flash中。（最后一次读取的数据可能不足2048Byte），这就是SD卡进行程序升级的过程。

  res = f_open(&file_bin, "TEST.bin", FA_OPEN_EXISTING | FA_READ);//这句话是打开需要升级的固件，固件是bin格式的（下面会介绍如何转换成bin格式）

res = f_read(&file_bin, Receive_dat_buffer, STM_PAGE_SIZE, (UINT*)&br);//这句话是每次读取2048Byte数据（最后一次读取不一定为2048Byte）
iap_write_appbin(addrx,Receive_dat_buffer,readlen);//这个函数非常重要，主要作用是把每次读取的2048Byte数据写入到Flash中

程序烧写完毕，只需要跳转到新程序处开始执行即可，跳转代码为iap_load_app(FLASH_APP1_ADDR);
往STM32F4的Flash中写入数据使用的是STMFLASH_Write(u32 WriteAddr,u32 *pBuffer,u32 NumToWrite)这个函数，写入过程主要分4步，解锁、擦除、写入、上锁，其中在擦除过程中禁止数据缓存。
App程序设置：（原子哥的串口IAP实验里有详细过程，这里就简要说明下）
App程序的设置主要分三步：
1，原子哥的STM32F4开发板例程随便打开一个（我以RTC实验为例），由于App程序不能写在Bootloader程序的区域，所以要设置App程序的起始位置，以及程序的大小（App程序<Flash-Bootloader程序）

2，得到一个App程序的.bin文件（通过fromelf.exe实现），我的MDK安装在C盘，这个根据你自己的安装位置进行修改

3，设置中断向量表的偏移量，在main函数的最开始处加入下面一句话即可SCB->VTOR = FLASH_BASE | 0x10000;

这三部设置完进行编译就可以在输出文件夹（OBJ文件夹）中找到生成的.bin文件，把这个文件放到SD卡根目录即可进行升级（注意文件名要和Bootloader中设置的相同，否则不能升级）

至此主要的操作步骤就介绍完了，本文介绍的主要是操作的方法，而没有具体介绍原理（可以参考原子哥的串口IAP实验）。升序升级过程中LCD上会有提示信息，如下图