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【嵌入式实战】STM32 Bootloader 快速实现（超详细）

2023-05-16

文章目录

  • 原创声明
  • 前言
  • 一、Bootloader 是什么？
  • 二、BootLoader 的实现
    • 2.1 生成 bin 文件
    • 2.2 确认应用程序的起始位置
    • 2.3 编写引导程序
  • 三、App 的实现
    • 3.1 修改 IROM1 的位置
    • 3.2 修改向量表
    • 3.3 加入 App 循环打印提示
  • 四、演示效果
  • 总结
  • 授权须知

原创声明

本文为 HinGwenWoong 原创，如果这篇文章对您有帮助，欢迎转载，转载请阅读文末的【授权须知】，感谢您对 HinGwenWoong 文章的认可！

前言

嵌入式的设备，或多或少都需要对设备进行更新已适配更多的需求，如果未出货的设备还可以使用下载线去下载，但是如果出货之后到了客户那里，客户没有下载线而且不是专业人员，无法对设备进行升级，这时候，bootLoader 的重要性就凸显出来了，bootLoader 的设计就是为了设备能够进行远程升级或者只用指令升级，极大简便了升级需要的步骤，做到傻瓜式升级，极大增强了产品的后续维护性。

下面我来介绍写如何快速实现 STM32 BootLoader 的引导，帮助正在读文章的您更快将此技术运用起来！

我是 HinGwenWoong ，一个有着清晰目标不停奋斗的程序猿，热爱技术，喜欢分享，码字不易，如果帮到您，请帮我在屏幕下方点赞 👍 ，您的点赞可以让技术传播得更远更广，谢谢！

一、Bootloader 是什么？

Bootloader是在应用程序开始前运行的一个小程序，里面可以进行一些初始化操作，升级引用程序等，在嵌入式设备中很常见。

二、BootLoader 的实现

我这里做了一个简单的 BootLoader 程序，只能进行引导，还没有对升级进行编写，升级是对约定好的应用程序的 Flash 进行擦+写，比较常用的升级方式是通过 TFTP 的方式进行升级，您可以在 STM32官方的这个例程找到答案： 基于LwIP TCP/IP栈通过以太网进行STM32F4x7应用内编程（IAP）（AN3968）

2.1 生成 bin 文件

  • 使用 Cube 生成出来后，打开工程的设置选项，填入如下命令
fromelf --bin -o ".\bin_file\@L.bin" "#L"

在这里插入图片描述

  • 编译之后，可以看到 bin_file 文件夹里面生成了 bin 文件，并可以知道其大小，我们根据其大小约定应用程序在 Flash 的起始位置
    在这里插入图片描述

2.2 确认应用程序的起始位置

  • 升级的过程被称为 IAP（In Application Programming） ，每个芯片的 Flash 的扇区不同，我这里使用的是 STM32F767，上官网查看有关资料：STM32F76xxx and STM32F77xxx advanced Arm®-based 32-bit MCUs.pdf 里面有关于 Flash 扇区的地址信息：
    在这里插入图片描述

  • 在步骤2.1已经知道 BootLoader 的 bin文件大小是22 KB，我们可以根据上面的 Flash 扇区进行分配，我将应用程序的起始位置定在 扇区1，起始地址为 0x0800 8000

2.3 编写引导程序

#include "stm32f7xx.h"

typedef  void (*pFunction)(void);

/*!
* @brief 跳转到应用程序段
*        执行条件：无
* @param[in1] : 用户代码起始地址.
*
* @retval: 无
*/
void jump_to_app(uint32_t app_addr)
{ 
    
    pFunction jump_to_application;
    uint32_t jump_address;
    
    /* Check if valid stack address (RAM address) then jump to user application */
    if (((*(__IO uint32_t*)app_addr) & 0x2FFE0000 ) == 0x20000000)
    {
      /* Jump to user application */
      jump_address = *(__IO uint32_t*) (app_addr + 4);
      jump_to_application = (pFunction) jump_address;
      /* Initialize user application's Stack Pointer */
      __set_MSP(*(__IO uint32_t*) jump_address);
      jump_to_application();
    }    
    
}

#define FLASH_JUMP_ADDR							(0x08008000)

int main(void)
{
	/* 
		初始化程序省略.....  
	*/
	
	if(((FLASH_JUMP_ADDR+4)&0xFF000000)==0x08000000) //Judge if start at 0X08XXXXXX.
	{
		jump_to_app(FLASH_JUMP_ADDR); // Jump to  APP
	}
	
	while(1)
	{
	
	}
}

三、App 的实现

3.1 修改 IROM1 的位置

根据约定好的 Flash 起始位置进行更改，上面步骤 2.2 已经确定好是 0x08008000
在这里插入图片描述

3.2 修改向量表

搜索宏定义 VECT_TAB_OFFSET，将 0x00 改为距离 0x08000000 的偏移量

/*!< Uncomment the following line if you need to relocate your vector Table in    Internal SRAM. */
/* #define VECT_TAB_SRAM */
#define VECT_TAB_OFFSET  0x8000 /*!< Vector Table base offset field.
                                  This value must be a multiple of 0x200. */

3.3 加入 App 循环打印提示

void StartDefaultTask(void const * argument)
{
	/* USER CODE BEGIN StartDefaultTask */
	segger_rtt_init("APP enter!");
	/* Infinite loop */
	for(;;)
	{
		print_log("You are in App now !!\n");
		osDelay(1000);
	}
	/* USER CODE END StartDefaultTask */
}

四、演示效果

  • 确认烧录过程是 Erase Sectors！
    在这里插入图片描述

  • 打开 RTT 窗口，连接 RTT 到 STM32 ，依次烧录 BootLoader 和 App 的程序；
    如何使用 JLink 实现 Segger log 可以按参考我之前的文章： 【嵌入式小技巧】stm32 实现 Segger RTT 打印（超详细）

  • 烧录完 App 程序之后，可以在 RTT窗口 看到正确引导到 App，成功！！！
    在这里插入图片描述

总结

以上是使用 快速搭建 STM32 Bootloader 的引导程序，希望能够帮助正在读文章的您更快将此技术运用起来！

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授权须知

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  2. 转载文章，禁止声明原创
  3. 不允许直接二次转载，转载请根据原文链接联系作者
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    但对于未注明转载来源/原文链接的文章，我将保留追述的权利。

作者：HinGwenWoong
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