STM32F10X的IAP编程详解—

转：http://blog.sina.com.cn/s/blog_b315f69b0102whtg.html

这篇文章摘自STM32开发指南，偶然在网上翻到了一次，经典的文章和大家一起分享。

IAP（ In Application Programming）即在应用编程， IAP 是用户自己的程序在运行过程中对User Flash 的部分区域进行烧写，目的是为了在产品发布后可以方便地通过预留的通信口对产
品中的固件程序进行更新升级。通常实现IAP 功能时，即用户程序运行中作自身的更新操作，
需要在设计固件程序时编写两个项目代码，第一个项目程序不执行正常的功能操作，而只是通
过某种通信方式(如 USB、USART)接收程序或数据，执行对第二部分代码的更新；第二个项目
代码才是真正的功能代码。这两部分项目代码都同时烧录在 User Flash 中，当芯片上电后，首
先是第一个项目代码开始运行，它作如下操作：

1）检查是否需要对第二部分代码进行更新

2）如果不需要更新则转到 4）

3）执行更新操作

4）跳转到第二部分代码执行

第一部分代码必须通过其它手段，如 JTAG 或 ISP 烧入；第二部分代码可以使用第一部分代码IAP 功能烧入，也可以和第一部分代码一起烧入，以后需要程序更新是再通过第一部分 IAP代码更新。我们将第一个项目代码称之为 Bootloader 程序，第二个项目代码称之为 APP 程序，他们存放在 STM32 FLASH 的不同地址范围，一般从最低地址区开始存放 Bootloader，紧跟其后的就是APP 程序（注意，如果 FLASH 容量足够，是可以设计很多 APP 程序的，这里只讨论一个 APP 程序的情况）。这样我们就是要实现 2 个程序：Bootloader 和 APP。STM32 的 APP 程序不仅可以放到 FLASH 里面运行，也可以放到 SRAM 里面运行，这里，我们将制作一个APP，用于 FLASH运行。我们先来看看 STM32 正常的程序运行流程，如图 53.1.1 所示：

图53.1.1 STM32 正常运行流程图

STM32 的内部闪存（ FLASH）地址起始于 0x08000000，一般情况下，程序文件就从此地址开始写入。此外STM32 F10X是基于 Cortex-M3 内核的微控制器，其内部通过一张“中断向量表”来响应中断，程序启动后，将首先从“中断向量表”取出复位中断向量执行复位中断程序完成启动，而这张“中断向量表”的起始地址是0x08000004，当中断来临， STM32 的内部硬件机制亦会自动将 PC 指针定位到“中断向量表”处，并根据中断源取出对应的中断向量执行中断服务程序。

在图 53.1.1 中， STM32 在复位后，先从 0X08000004 地址取出复位中断向量的地址，并跳转到复位中断服务程序，如图标号①所示；在复位中断服务程序执行完之后，会跳转到我们的main 函数，如图标号②所示；而我们的main 函数一般都是一个死循环，在 main 函数执行过程中，如果收到中断请求（发生重中断），此时STM32 强制将 PC 指针指回中断向量表处，如图标号③所示；然后，根据中断源进入相应的中断服务程序，如图标号④所示；在执行完中断服务程序以后，程序再次返回main 函数执行，如图标号⑤所示。

当加入 IAP 程序之后，程序运行流程如图 53.1.2 所示：

图53.1.2 加入 IAP 之后程序运行流程图

在图 53.1.2 所示流程中， STM32 复位后，还是从 0X08000004 地址取出复位中断向量的地址，并跳转到复位中断服务程序，在运行完复位中断服务程序之后跳转到IAP 的 main 函数，如图标号①所示，此部分同图53.1.1 一样；在执行完 IAP 以后（即将新的 APP 代码写入 STM32的FLASH，灰底部分。新程序的复位中断向量起始地址为 0X08000004+N+M），跳转至新写入程序的复位向量表，取出新程序的复位中断向量的地址，并跳转执行新程序的复位中断服务程序，随后跳转至新程序的 main 函数，如图标号②和③所示，同样 main 函数为一个死循环，并且注意到此时 STM32 的FLASH，在不同位置上，共有两个中断向量表。在 main 函数执行过程中，如果CPU 得到一个中断请求， PC 指针仍强制跳转到地址0X08000004 中断向量表处，而不是新程序的中断向量表，如图标号④所示；程序再根据我们设置的中断向量表偏移量，跳转到对应中断源新的中断服务程序中，如图标号⑤所示；在执行完中断服务程序后，程序返回 main 函数继续运行，如图标号⑥所示。通过以上两个过程的分析，我们知道 IAP 程序必须满足两个要求：

1）新程序必须在 IAP 程序之后的某个偏移量为 x 的地址开始；

2）必须将新程序的中断向量表相应的移动，移动的偏移量为 x；

1.APP 程序起始地址设置方法
随便打开一个之前的实例工程，点击 Options for Targe-> Target选项卡，如图所示：

图53.1.3 FLASH APP Target 选项卡设置

默认的条件下，图中 IROM1 的起始地址（ Start）一般为 0X08000000，大小（Size）为0X80000，即从0X08000000 开始的512K 空间为我们的程序存储（假设使用的STM32F103ZET6，其 FLASH大小是 512K）。而图中，我们设置起始地址（ Start）为0X08010000，即偏移量为 0X10000（ 64K字节），因而，留给 APP 用的 FLASH 空间（ Size）只有0X80000-0X10000=0X70000（ 448K 字节）大小了。设置好 Start 和Szie，就完成APP 程序的起始地址设置。

2.中断向量表的偏移量设置方法
之前我们讲解过，在系统启动的时候，会首先调用 systemInit 函数初始化时钟系统，同时systemInit 还完成了中断向量表的设置，我们可以打开 systemInit 函数，看看函数体的结尾处有这样几行代码：

#ifdef VECT_TAB_SRAM

SCB->VTOR = SRAM_BASE | VECT_TAB_OFFSET;

#else

SCB->VTOR = FLASH_BASE | VECT_TAB_OFFSET;

#endif

从代码可以理解，VTOR寄存器存放的是中断向量表的起始地址。默认的情况VECT_TAB_SRAM 是没有定义,所以执行SCB->VTOR = FLASH_BASE | VECT_TAB_OFFSET;对于 FLASH APP，我们设置为FLASH_BASE+偏移量0x10000,所以我们可以在FLASH APP 的main 函数最开头处添加如下代码实现中断向量表的起始地址的重设：

SCB->VTOR = FLASH_BASE | 0x10000;

以上是FLASH APP 的情况，当使用SRAM APP 的时候，我们设置起始地址为：SRAM_bASE+0x1000,同样的方法，我们在 SRAM APP 的 main 函数最开始处，添加下面代码：

SCB->VTOR = SRAM_BASE | 0x1000;

这样，我们就完成了中断向量表偏移量的设置。

通过以上两个步骤的设置，我们就可以生成 APP 程序了，只要 APP 程序的 FLASH 大小不超过我们的设置即可。不过 MDK 默认生成的文件是.hex 文件，并不方便我们用作 IAP更新，我们希望生成的文件是.bin 文件，这样可以方便进行 IAP 升级，这里我们通过 MDK 自带的格式转换工具 fromelf.exe，来实现.axf文件到.bin 文件的转换。该工具在 MDK 的安装目录\ARM\BIN40文件夹里面。

fromelf.exe 转换工具的语法格式为： fromelf [options] input_file。其中 options 有很多选项可以设置 .

本章，我们通过在 MDK 点击 Options for Targe->USER选项卡，在

通过这一步设置，我们就可以在 MDK 编译成功之后，调用 fromelf.exe（注意，我的 MDK是安装在D:\Keil3.80A 文件夹下，如果你是安装在其他目录，请根据你自己的目录修改fromelf.exe的路径），根据当前工程的 TEST.axf（如果是其他的名字，请记住修改，这个文件存放在 OBJ 目录下面，格式为 xxx.axf），生成一个 TEST.bin 的文件。并存放在 axf文件相同的目录下，即工程的 OBJ 文件夹里面。在得到.bin 文件之后，我们只需要将这个 bin 文件传送给单片机，即可执行 IAP 升级。

最后再来APP 程序的生成步骤：

1）设置 APP 程序的起始地址和存储空间大小

对于在 FLASH 里面运行的APP 程序，我们可以按照图53.1.3 的设置。

2）设置中断向量表偏移量

这一步按照上面讲解，重新设置 SCB->VTOR 的值即可。

3）设置编译后运行 fromelf.exe，生成.bin 文件.

通过在User 选项卡，设置编译后调用 fromelf.exe，根据.axf 文件生成.bin 文件，用于IAP 更新。

以上 3 个步骤，我们就可以得到一个.bin 的 APP 程序，通过 Bootlader 程序即可实现更新。

参考类似文章：http://bbs.elecfans.com/jishu_422057_1_1.html （包含中断向量表详解）

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