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【STM32F429开发板用户手册】第29章 STM32F429的系统bootloader之USB DFU方式固件升级

作者:互联网

最新教程下载:http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=93255

第29章       STM32F429的系统bootloader之USB DFU方式固件升级

本章节为大家讲解使用系统bootloader做程序升级的方法,即使不依赖外部boot引脚也可以方便升级。

DFU的全称是Device Firmware Upgrade,即设备固件升级

29.1 初学者重要提示

29.2 跳转到系统bootloader的程序设计

29.3 STM32CubeProg的安装说明

29.3 STM32CubeProg的程序下载说明

29.4 USB DFU方式系统bootloader驱动移植和使用

29.6 实验例程设计框架

29.7 实验例程说明(MDK)

29.8 实验例程说明(IAR)

29.9 总结

 

 

29.1 初学者重要提示

  1.   学习本章节前,务必优先学习第28章。
  2.   本章用到的相关软件和文档下载:http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=96573
  3.   软件STM32CubeProg和DfuSe都支持USB DFU,但是两个软件不能都安装使用,因为这两个软件的USB驱动不同,导致工作在系统bootloader模式的板子通过USB线接到电脑端时,只有一个软件的驱动被识别。
  4.   DfuSe是老版的USB DFU软件,不推荐大家使用了。建议使用STM32CubeProg,此软件实现了之前的DfuSe,STLINK小软件和Flashloader三合一,并且支持外部EEPROM,NOR Flash,SPI Flash,NAND Flash等烧写,也支持OTA编程。
  5.   本章节的USB DFU的下载软件采用STM32CubeProg,如果想使用DfuSe的话,此贴有详细说明:http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=11185
  6.   当芯片工作在系统bootLoader的USB DFU模式,更新完毕程序后,不会自动退出USB DFU,需要重新复位芯片后才会退出。由于DFU模式会用到USB线,插拔USB线是难以避免的,所以是否支持自动退出,并不影响。

29.2 跳转到系统bootLoader的程序设计

程序设计如下,基本是按照第28章3.2小节的方法进行设计

1.    /*
2.    ******************************************************************************************************
3.    *    函 数 名: JumpToBootloader
4.    *    功能说明: 跳转到系统BootLoader
5.    *    形    参: 无
6.    *    返 回 值: 无
7.    ******************************************************************************************************
8.    */
9.    static void JumpToBootloader(void)
10.    {
11.        uint32_t i=0;
12.        void (*SysMemBootJump)(void);        /* 声明一个函数指针 */
13.        __IO uint32_t BootAddr = 0x1FFF0000; /* STM32F4的系统BootLoader地址 */
14.    
15.        /* 关闭全局中断 */
16.        DISABLE_INT(); 
17.    
18.        /* 关闭滴答定时器,复位到默认值 */
19.        SysTick->CTRL = 0;
20.        SysTick->LOAD = 0;
21.        SysTick->VAL = 0;
22.    
23.        /* 设置所有时钟到默认状态,使用HSI时钟 */
24.        HAL_RCC_DeInit();
25.    
26.        /* 关闭所有中断,清除所有中断挂起标志 */
27.        for (i = 0; i < 8; i++)
28.        {
29.            NVIC->ICER[i]=0xFFFFFFFF;
30.            NVIC->ICPR[i]=0xFFFFFFFF;
31.        }    
32.    
33.        /* 使能全局中断 */
34.        ENABLE_INT();
35.    
36.        /* 设置重映射到系统Flash */
37.        __HAL_SYSCFG_REMAPMEMORY_SYSTEMFLASH();
38.        
39.        /* 跳转到系统BootLoader,首地址是MSP,地址+4是复位中断服务程序地址 */
40.        SysMemBootJump = (void (*)(void)) (*((uint32_t *) (BootAddr + 4)));
41.    
42.        /* 设置朱堆栈指针 */
43.        __set_MSP(*(uint32_t *)BootAddr);
44.        
45.        /* 在RTOS工程,这条语句很重要,设置为特权级模式,使用MSP指针 */
46.        __set_CONTROL(0);
47.    
48.        /* 跳转到系统BootLoader */
49.        SysMemBootJump(); 
50.    
51.        /* 跳转成功的话,不会执行到这里,用户可以在这里添加代码 */
52.        while (1)
53.        {
54.    
55.        }
56.    }

这里把程序设计中的几个关键地方做个说明:

 

 

29.3 STM32CubeProg的安装说明

STM32CubeProg的安装比较简单,如果大家的电脑中缺少JAVA环境,会提示安装,按照提示操作即可。

这里特别注意USB DFU驱动的安装,如果大家的电脑上安装了DfuSe软件,那边板子工作在系统bootLoader模式时,电脑端的设备管理器识别出来的标识是这样的:

 

如果用STM32CubeProg的话,务必要将此驱动删掉,鼠标右击此标识,选择卸载,弹出如下对话框:

 

卸载完毕后,重启电脑,然后运行STM32CubeProg安装目录里面的STM32Bootloader.bat即可,最后插上设备就可以正常识别了。识别后的标识:

 

29.4 STM32CubeProg的程序下载说明

这里把两种下载方式都做个说明,一种是设置外部boot引脚进行下载,另一种是设置程序跳转到系统bootloader进行下载。

29.4.1 设置boot引脚跳转到系统bootLoader

 

 

在电脑端设备管理器就可以看到已经识别出来:

 

29.4.2 应用程序跳转到系统bootloader

应用程序跳转到系统bootLoader比较方便,无需用户操作外置的boot引脚了,只需调用本章第2小节的程序就可以跳转。本章配套的例子是用户按下按键K1后执行跳转程序,大家可以根据需要实现各种触发跳转的方式。跳转成功后,在电脑端设备管理器里面也会看到bootloader标识:

 

29.4.3 STM32CubeProg下载程序设置

识别成功后就可以下载程序了。

  第1步,选择USB方式,点击Connect按钮。

 

识别成功后的效果如下:

 

这里要特别注意一点,如果用户没有关闭这个软件,多次插拔USB线时,记得点击这里的刷新按钮,因为有时候这个软件不会自动显示出来,点击刷新按钮才行。

 

  第2步,添加要下载的hex文件,勾选需要设置的选项,点击启动编程。

 

 

弹出这个窗口并不是表示下载失败了,而是下载完成后退出了系统bootloader。

  第3步,完成下载后的效果如下:

 

下载完成后板子重新上电就可以看到程序已经成功下载了。

29.5 USB DFU方式系统Bootloader驱动移植和使用

系统bootloader的移植比较简单,仅需添加本章第2小节的程序到自己工程里面即可。里面有个开关中断API,是在bsp.h文件里面定义的:

/* 开关全局中断的宏 */
#define ENABLE_INT()    __set_PRIMASK(0)    /* 使能全局中断 */
#define DISABLE_INT()    __set_PRIMASK(1)    /* 禁止全局中断 */

29.6 实验例程设计框架

通过程序设计框架,让大家先对配套例程有一个全面的认识,然后再理解细节,本次实验例程的设计框架如下:

  第1阶段,上电启动阶段:

  第2阶段,进入main函数:

29.7 实验例程说明(MDK)

配套例子:

V6-009_基于系统bootloader的USB接口方式IAP升级(USB DFU)

实验目的:

  1. 学习基于系统bootloader的USB接口方式IAP升级。

实验内容:

  1. STM32的系统存储区自带bootLoader,可以方便的实现串口,I2C,CAN,SPI,USB等接口方式的程序升级。
  2. 如果使用系统bootLoader支持的接口升级方式,基本就不需要用户自己做bootLoader了。
  3. 除了通过boot引脚控制启动地址,也可以直接从应用程序里面跳转到系统存储区。

实验操作:

  1. K1键按下,跳转到系统bootLoader。

上电后串口打印的信息:

波特率 115200,数据位 8,奇偶校验位无,停止位 1。

 

程序设计:

  系统栈大小分配:

 

  硬件外设初始化

硬件外设的初始化是在 bsp.c 文件实现:

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: bsp_Init
*    功能说明: 初始化所有的硬件设备。该函数配置CPU寄存器和外设的寄存器并初始化一些全局变量。只需要调用一次
*    形    参:无0
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void bsp_Init(void)
{
    /* 
       STM32H429 HAL 库初始化,此时系统用的还是F429自带的16MHz,HSI时钟:
       - 调用函数HAL_InitTick,初始化滴答时钟中断1ms。
       - 设置NVIV优先级分组为4。
     */
    HAL_Init();

    /* 
       配置系统时钟到168MHz
       - 切换使用HSE。
       - 此函数会更新全局变量SystemCoreClock,并重新配置HAL_InitTick。
    */
    SystemClock_Config();

    /* 
       Event Recorder:
       - 可用于代码执行时间测量,MDK5.25及其以上版本才支持,IAR不支持。
       - 默认不开启,如果要使能此选项,务必看V5开发板用户手册第8章
    */    
#if Enable_EventRecorder == 1  
    /* 初始化EventRecorder并开启 */
    EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U);
    EventRecorderStart();
#endif
    
    bsp_InitKey();        /* 按键初始化,要放在滴答定时器之前,因为按钮检测是通过滴答定时器扫描 */
    bsp_InitTimer();      /* 初始化滴答定时器 */
    bsp_InitUart();        /* 初始化串口 */
    bsp_InitExtIO();    /* 初始化扩展IO */
    bsp_InitLed();        /* 初始化LED */    
    BEEP_InitHard();    /* 初始化蜂鸣器 */
}

  主功能:

主程序实现如下操作:

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: main
*    功能说明: c程序入口
*    形    参: 无
*    返 回 值: 错误代码(无需处理)
*********************************************************************************************************
*/
int main(void)
{
    uint8_t ucKeyCode;    /* 按键代码 */

    
    bsp_Init();        /* 硬件初始化 */
    PrintfLogo();    /* 打印例程名称和版本等信息 */
    PrintfHelp();    /* 打印操作提示 */
    
    bsp_StartAutoTimer(0, 100);    /* 启动1个100ms的自动重装的定时器 */
    
    while (1)
    {
        bsp_Idle();        /* 这个函数在bsp.c文件。用户可以修改这个函数实现CPU休眠和喂狗 */

        /* 判断定时器超时时间 */
        if (bsp_CheckTimer(0))    
        {
            /* 每隔100ms 进来一次 */  
            bsp_LedToggle(2);
        }

        /* 按键滤波和检测由后台systick中断服务程序实现,我们只需要调用bsp_GetKey读取键值即可。 */
        ucKeyCode = bsp_GetKey();    /* 读取键值, 无键按下时返回 KEY_NONE = 0 */
        if (ucKeyCode != KEY_NONE)
        {
            switch (ucKeyCode)
            {
                case KEY_DOWN_K1:            /* K1键按下,K1键按下,跳转到系统BootLoader */
                    JumpToBootloader();
                    break;
                    
                default:
                    /* 其它的键值不处理 */
                    break;
            }
        }
    }
}

29.8 实验例程说明(IAR)

配套例子:

V6-009_基于系统bootloader的USB接口方式IAP升级(USB DFU)

实验目的:

  1. 学习基于系统bootloader的USB接口方式IAP升级。

实验内容:

  1. STM32的系统存储区自带bootLoader,可以方便的实现串口,I2C,CAN,SPI,USB等接口方式的程序升级。
  2. 如果使用系统bootLoader支持的接口升级方式,基本就不需要用户自己做bootLoader了。
  3. 除了通过boot引脚控制启动地址,也可以直接从应用程序里面跳转到系统存储区。

实验操作:

  1. K1键按下,跳转到系统bootLoader。

上电后串口打印的信息:

波特率 115200,数据位 8,奇偶校验位无,停止位 1。

 

程序设计:

  系统栈大小分配:

 

  硬件外设初始化

硬件外设的初始化是在 bsp.c 文件实现:

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: bsp_Init
*    功能说明: 初始化所有的硬件设备。该函数配置CPU寄存器和外设的寄存器并初始化一些全局变量。只需要调用一次
*    形    参:无0
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void bsp_Init(void)
{
    /* 
       STM32H429 HAL 库初始化,此时系统用的还是F429自带的16MHz,HSI时钟:
       - 调用函数HAL_InitTick,初始化滴答时钟中断1ms。
       - 设置NVIV优先级分组为4。
     */
    HAL_Init();

    /* 
       配置系统时钟到168MHz
       - 切换使用HSE。
       - 此函数会更新全局变量SystemCoreClock,并重新配置HAL_InitTick。
    */
    SystemClock_Config();

    /* 
       Event Recorder:
       - 可用于代码执行时间测量,MDK5.25及其以上版本才支持,IAR不支持。
       - 默认不开启,如果要使能此选项,务必看V5开发板用户手册第8章
    */    
#if Enable_EventRecorder == 1  
    /* 初始化EventRecorder并开启 */
    EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U);
    EventRecorderStart();
#endif
    
    bsp_InitKey();        /* 按键初始化,要放在滴答定时器之前,因为按钮检测是通过滴答定时器扫描 */
    bsp_InitTimer();      /* 初始化滴答定时器 */
    bsp_InitUart();        /* 初始化串口 */
    bsp_InitExtIO();    /* 初始化扩展IO */
    bsp_InitLed();        /* 初始化LED */    
    BEEP_InitHard();    /* 初始化蜂鸣器 */
}

  主功能:

主程序实现如下操作:

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: main
*    功能说明: c程序入口
*    形    参: 无
*    返 回 值: 错误代码(无需处理)
*********************************************************************************************************
*/
int main(void)
{
    uint8_t ucKeyCode;    /* 按键代码 */

    
    bsp_Init();        /* 硬件初始化 */
    PrintfLogo();    /* 打印例程名称和版本等信息 */
    PrintfHelp();    /* 打印操作提示 */
    
    bsp_StartAutoTimer(0, 100);    /* 启动1个100ms的自动重装的定时器 */
    
    while (1)
    {
        bsp_Idle();        /* 这个函数在bsp.c文件。用户可以修改这个函数实现CPU休眠和喂狗 */

        /* 判断定时器超时时间 */
        if (bsp_CheckTimer(0))    
        {
            /* 每隔100ms 进来一次 */  
            bsp_LedToggle(2);
        }

        /* 按键滤波和检测由后台systick中断服务程序实现,我们只需要调用bsp_GetKey读取键值即可。 */
        ucKeyCode = bsp_GetKey();    /* 读取键值, 无键按下时返回 KEY_NONE = 0 */
        if (ucKeyCode != KEY_NONE)
        {
            switch (ucKeyCode)
            {
                case KEY_DOWN_K1:            /* K1键按下,K1键按下,跳转到系统BootLoader */
                    JumpToBootloader();
                    break;
                    
                default:
                    /* 其它的键值不处理 */
                    break;
            }
        }
    }
}

29.9 总结

本章节为大家介绍的USB DFU方式还是非常实用的,特别是产品硬件不带boot引脚时。

 

标签:初始化,USB,系统,bsp,跳转,用户手册,bootloader,STM32F429
来源: https://www.cnblogs.com/armfly/p/13372653.html