IAR环境下STM32+IAP方案的实现
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IAR环境下STM32+IAP方案的实现
--基于STM32F103ZET6的UART通讯实现
一、什么是IAP，为什么要IAP
&&&&&&IAP即为In Application Programming(在应用中编程)，一般情况下，以STM32F10x系列芯片为主控制器的设备在出厂时就已经使用J-Link仿真器将应用代码烧录了，如果在设备使用过程中需要进行应用代码的更换、升级等操作的话，则可能需要将设备返回原厂并拆解出来再使用J-Link重新烧录代码，这就增加了很多不必要的麻烦。站在用户的角度来说，就是能让用户自己来更换设备里边的代码程序而厂家这边只需要提供给用户一个代码文件即可。
&&&&&&而IAP却能很好的解决掉这个难题，一片STM32芯片的Code(代码)区内一般只有一个用户程序。而IAP方案则是将代码区划分为两部分，两部分区域各存放一个程序，一个叫bootloader(引导加载程序)，另一个较user application(用户应用程序)。bootload
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STM32详解1一、在进入主题之前我们先了解一些必要的基础知识----stm32系列芯片的种类和型号：startup_stm32f
STM32详解1一、在进入主题之前我们先了解一些必要的基础知识----stm32系列芯片的种类和型号：startup_stm32f10x_cl.s 互联型的器件，STM32F105xx，STM32F107xxstartup_stm32f10x_hd.s 大容量的STM32F101xx，STM32F102xx，STM32F103xxstartup_stm32f10x_hd_vl.s 大容量的STM32F100xxstartup_stm32f10x_ld.s 小容量的STM32F101xx，STM32F102xx，STM32F103xxstartup_stm32f10x_ld_vl.s 小容量的STM32F100xxstartup_stm32f10x_md.s 中容量的STM32F101xx，STM32F102xx，STM32F103xxstartup_stm32f10x_md_vl.s 中容量的STM32F100xx& （我项目中用的是此款芯片 stm32f100CB）startup_stm32f10x_xl.s FLASH在512K到1024K字节的STM32F101xx，STM32F102xx，STM32F103xxcl：互联型产品，stm32f105/107系列vl：超值型产品，stm32f100系列xl：超高密度产品，stm32f101/103系列ld：低密度产品，FLASH小于64Kmd：中等密度产品，FLASH=64 or 128hd：高密度产品，FLASH大于128二、在拿到ST公司官方的IAP 程序后 我们要思考几点：& & & & 1.ST 官方IAP是什么针对什么芯片型号的，我们要用的又是什么芯片型号；2.我们要用官方IAP适合我们芯片的程序升级使用，要在原有的基础上做那些改变；(我的资源里有官方IAP源码：http://download.csdn.net/detail/yx_l5811)& & & &初略看了一下IAP源码后，现在我们可以回答一下上面的2个问题了：1.官网刚下载的IAP针对的是stm32f103c8芯片的，所以他的启动代码文件选择的是&startup_stm32f10x_md.s，而我的芯片是stm32f100cb,所以我的启动代码文件选择的是 &startup_stm32f10x_md_lv.s&& & & & & 2 .第二个问题就是今天我们要做详细分析才能回答的问题了；& & & & & (1).知道了IAP官方源码的芯片和我们要用芯片的差异，首先我们要在源码的基础上做芯片级的改动；A.首先改变编译器keil的芯片型号上我们要改成我们的芯片类型---STM32F100CB;&B.在keil的options for &targer 选项C/C++/PREPROMCESSOR symbols的Define栏里定义，把有关STM32F10X_MD的宏定义改成：STM32F10X_MD_VL也可以在STM32F10X.H里用宏定义从上图我们看出几个关键部分：1.内部flash 是从0x开始 到0x0801 FFFF &结束， & &0x0801FFFF-0x= 0x2k & &128也就是flash的大小；2.SRAM的开始地址是 & 0x ;我们要把我们的在线升级程序IAP放到FLASH里以0x 开始的位置， & 应用程序放APP放到以0x开始的位置，中断向量表也放在0x开始的位置；如图第二句：& &&JumpAddress = *(__IO uint32_t*) (ApplicationAddress + 4); & [ &common.c文件第18行定义了： &pFunction & Jump_To_A]& & & & & & & & & & &&ApplicationAddress + 4 &即为0x ,里面放的是中断向量表的第二项“复位地址” &JumpAddress = *(__IO uint32_t*) (ApplicationAddress + 4); 之后此时JumpAddress第三句： & &Jump_To_Application = (pFunction) JumpA&startup_stm32f10x_md_lv.&文件中别名&&typedef &void (*pFunction)(void); & & 这个看上去有点奇怪；正常第一个整型变量 & typedef &int &a; &就是给整型定义一个别名 a&void (*pFunction)(void); & 是声明一个函数指针，加上一个typedef 之后 &pFunction只不过是类型&void (*)(void) 的一个别名；例如：三、我们来简单看下启动文件中的启动代码，分析一下这更有利于我们对IAP的理解： （下面这篇文章写的非常好，有木有！）下文来自于：.cn/s/blog_69bcfdjx.html解析&STM32&的启动过程解析STM32的启动过程当前的嵌入式应用程序开发过程里，并且C语言成为了绝大部分场合的最佳选择。如此一来main函数似乎成为了理所当然的起点――因为C程序往往从main函数开始执行。但一个经常会被忽略的问题是：微控制器（单片机）上电后，是如何寻找到并执行main函数的呢？很显然微控制器无法从硬件上定位main函数的入口地址，因为使用C语言作为开发语言后，变量/函数的地址便由编译器在编译时自行分配，这样一来main函数的入口地址在微控制器的内部存储空间中不再是绝对不变的。相信读者都可以回答这个问题，答案也许大同小异，但肯定都有个关键词，叫“启动文件”，用英文单词来描述是“Bootloader”。无论性能高下，结构简繁，价格贵贱，每一种微控制器（处理器）都必须有启动文件，启动文件的作用便是负责执行微控制器从“复位”到“开始执行main函数”中间这段时间（称为启动过程）所必须进行的工作。最为常见的51，AVR或MSP430等微控制器当然也有对应启动文件，但开发环境往往自动完整地提供了这个启动文件，不需要开发人员再行干预启动过程，只需要从main函数开始进行应用程序的设计即可。话题转到STM32微控制器，无论是keiluvision4还是IAR EWARM开发环境，ST公司都提供了现成的直接可用的启动文件，程序开发人员可以直接引用启动文件后直接进行C应用程序的开发。这样能大大减小开发人员从其它微控制器平台跳转至STM32平台，也降低了适应STM32微控制器的难度（对于上一代ARM的当家花旦ARM9，启动文件往往是第一道难啃却又无法逾越的坎）。相对于ARM上一代的主流ARM7/ARM9内核架构，新一代Cortex内核架构的启动方式有了比较大的变化。ARM7/ARM9内核的控制器在复位后，CPU会从存储空间的绝对地址0x000000取出第一条指令执行复位中断服务程序的方式启动，即固定了复位后的起始地址为0x000000（PC = 0x000000）同时中断向量表的位置并不是固定的。而Cortex-M3内核则正好相反，有3种情况:1、&通过boot引脚设置可以将中断向量表定位于SRAM区，即起始地址为0x2000000，同时复位后PC指针位于0x2000000处；2、&通过boot引脚设置可以将中断向量表定位于FLASH区，即起始地址为0x8000000，同时复位后PC指针位于0x8000000处；3、&通过boot引脚设置可以将中断向量表定位于内置Bootloader区，本文不对这种情况做论述；而Cortex-M3内核规定，起始地址必须存放堆顶指针，而第二个地址则必须存放复位中断入口向量地址，这样在Cortex-M3内核复位后，会自动从起始地址的下一个32位空间取出复位中断入口向量，跳转执行复位中断服务程序。对比ARM7/ARM9内核，Cortex-M3内核则是固定了中断向量表的位置而起始地址是可变化的。有了上述准备只是后，下面以STM32的2.02固件库提供的启动文件“stm32f10x_vector.s”为模板，对STM32的启动过程做一个简要而全面的解析。程序清单一：；文件“stm32f10x_vector.s”，其中注释为行号DATA_IN_ExtSRAM EQU 0&；1Stack_Size EQU 0x&；2AREA STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN = 3&；3Stack_Mem SPACE Stack_Size&；4__initial_sp&；5Heap_Size EQU 0x&；6AREA HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN = 3&；7__heap_base&；8Heap_Mem SPACE Heap_Size&；9__heap_limit&；10THUMB&；11PRESERVE8&；12IMPORT NMIException&；13IMPORT HardFaultException&；14IMPORT MemManageException&；15IMPORT BusFaultException&；16IMPORT UsageFaultException&；17IMPORT SVCHandler&；18IMPORT DebugMonitor&；19IMPORT PendSVC&；20IMPORT SysTickHandler&；21IMPORT WWDG_IRQHandler&；22IMPORT PVD_IRQHandler&；23IMPORT TAMPER_IRQHandler&；24IMPORT RTC_IRQHandler&；25IMPORT FLASH_IRQHandler&；26IMPORT RCC_IRQHandler&；27IMPORT EXTI0_IRQHandler&；28IMPORT EXTI1_IRQHandler&；29IMPORT EXTI2_IRQHandler&；30IMPORT EXTI3_IRQHandler&；31IMPORT EXTI4_IRQHandler&；32IMPORT DMA1_Channel1_IRQHandler&；33IMPORT DMA1_Channel2_IRQHandler&；34IMPORT DMA1_Channel3_IRQHandler&；35IMPORT DMA1_Channel4_IRQHandler&；36IMPORT DMA1_Channel5_IRQHandler&；37IMPORT DMA1_Channel6_IRQHandler&；38IMPORT DMA1_Channel7_IRQHandler&；39IMPORT ADC1_2_IRQHandler&；40IMPORT USB_HP_CAN_TX_IRQHandler&；41IMPORT USB_LP_CAN_RX0_IRQHandler&；42IMPORT CAN_RX1_IRQHandler&；43IMPORT CAN_SCE_IRQHandler&；44IMPORT EXTI9_5_IRQHandler&；45IMPORT TIM1_BRK_IRQHandler&；46IMPORT TIM1_UP_IRQHandler&；47IMPORT TIM1_TRG_COM_IRQHandler&；48IMPORT TIM1_CC_IRQHandler&；49IMPORT TIM2_IRQHandler&；50IMPORT TIM3_IRQHandler&；51IMPORT TIM4_IRQHandler&；52IMPORT I2C1_EV_IRQHandler&；53IMPORT I2C1_ER_IRQHandler&；54IMPORT I2C2_EV_IRQHandler&；55IMPORT I2C2_ER_IRQHandler&；56IMPORT SPI1_IRQHandler&；57IMPORT SPI2_IRQHandler&；58IMPORT USART1_IRQHandler&；59IMPORT USART2_IRQHandler&；60IMPORT USART3_IRQHandler&；61IMPORT EXTI15_10_IRQHandler&；62IMPORT RTCAlarm_IRQHandler&；63IMPORT USBWakeUp_IRQHandler&；64IMPORT TIM8_BRK_IRQHandler&；65IMPORT TIM8_UP_IRQHandler&；66IMPORT TIM8_TRG_COM_IRQHandler&；67IMPORT TIM8_CC_IRQHandler&；68IMPORT ADC3_IRQHandler&；69IMPORT FSMC_IRQHandler&；70IMPORT SDIO_IRQHandler&；71IMPORT TIM5_IRQHandler&；72IMPORT SPI3_IRQHandler&；73IMPORT UART4_IRQHandler&；74IMPORT UART5_IRQHandler&；75IMPORT TIM6_IRQHandler&；76IMPORT TIM7_IRQHandler&；77IMPORT DMA2_Channel1_IRQHandler&；78IMPORT DMA2_Channel2_IRQHandler&；79IMPORT DMA2_Channel3_IRQHandler&；80IMPORT DMA2_Channel4_5_IRQHandler&；81AREA RESET, DATA, READONLY&；82EXPORT __Vectors&；83__Vectors&；84DCD __initial_sp&；85DCD Reset_Handler&；86DCD NMIException&；87DCD HardFaultException&；88DCD MemManageException&；89DCD BusFaultException&；90DCD UsageFaultException&；91DCD 0&；92DCD 0&；93DCD 0&；94DCD 0&；95DCD SVCHandler&；96DCD DebugMonitor&；97DCD 0&；98DCD PendSVC&；99DCD SysTickHandler&；100DCD WWDG_IRQHandler&；101DCD PVD_IRQHandler&；102DCD TAMPER_IRQHandler&；103DCD RTC_IRQHandler&；104DCD FLASH_IRQHandler&；105DCD RCC_IRQHandler&；106DCD EXTI0_IRQHandler&；107DCD EXTI1_IRQHandler&；108DCD EXTI2_IRQHandler&；109DCD EXTI3_IRQHandler&；110DCD EXTI4_IRQHandler&；111DCD DMA1_Channel1_IRQHandler&；112DCD DMA1_Channel2_IRQHandler&；113DCD DMA1_Channel3_IRQHandler&；114DCD DMA1_Channel4_IRQHandler&；115DCD DMA1_Channel5_IRQHandler&；116DCD DMA1_Channel6_IRQHandler&；117DCD DMA1_Channel7_IRQHandler&；118DCD ADC1_2_IRQHandler&；119DCD USB_HP_CAN_TX_IRQHandler&；120DCD USB_LP_CAN_RX0_IRQHandler&；121DCD CAN_RX1_IRQHandler&；122DCD CAN_SCE_IRQHandler&；123DCD EXTI9_5_IRQHandler&；124DCD TIM1_BRK_IRQHandler&；125DCD TIM1_UP_IRQHandler&；126DCD TIM1_TRG_COM_IRQHandler&；127DCD TIM1_CC_IRQHandler&；128DCD TIM2_IRQHandler&；129DCD TIM3_IRQHandler&；130DCD TIM4_IRQHandler&；131DCD I2C1_EV_IRQHandler&；132DCD I2C1_ER_IRQHandler&；133DCD I2C2_EV_IRQHandler&；134DCD I2C2_ER_IRQHandler&；135DCD SPI1_IRQHandler&；136DCD SPI2_IRQHandler&；137DCD USART1_IRQHandler&；138DCD USART2_IRQHandler&；139DCD USART3_IRQHandler&；140DCD EXTI15_10_IRQHandler&；141DCD RTCAlarm_IRQHandler&；142DCD USBWakeUp_IRQHandler&；143DCD TIM8_BRK_IRQHandler&；144DCD TIM8_UP_IRQHandler&；145DCD TIM8_TRG_COM_IRQHandler&；146DCD TIM8_CC_IRQHandler&；147DCD ADC3_IRQHandler&；148DCD FSMC_IRQHandler&；149DCD SDIO_IRQHandler&；150DCD TIM5_IRQHandler&；151DCD SPI3_IRQHandler&；152DCD UART4_IRQHandler&；153DCD UART5_IRQHandler&；154DCD TIM6_IRQHandler&；155DCD TIM7_IRQHandler&；156DCD DMA2_Channel1_IRQHandler&；157DCD DMA2_Channel2_IRQHandler&；158DCD DMA2_Channel3_IRQHandler&；159DCD DMA2_Channel4_5_IRQHandler&；160AREA |.text|, CODE, READONLY&；161Reset_Handler PROC&；162EXPORT Reset_Handler&；163IF DATA_IN_ExtSRAM == 1&；164LDR R0,= 0x&；165LDR R1,= 0x&；166STR R0,[R1]&；167LDR R0,= 0x&；168LDR R1,= 0x&；169STR R0,[R1]&；170LDR R0,= 0x44BB44BB&；171LDR R1,= 0x&；172STR R0,[R1]&；173LDR R0,= 0xBBBBBBBB&；174LDR R1,= 0x&；175STR R0,[R1]&；176LDR R0,= 0xB44444BB&；177LDR R1,= 0x&；178STR R0,[R1]&；179LDR R0,= 0xBBBBBBBB&；180LDR R1,= 0x&；181STR R0,[R1]&；182LDR R0,= 0x44BBBBBB&；183LDR R1,= 0x40011C00&；184STR R0,[R1]&；185LDR R0,= 0xBBBB4444&；186LDR R1,= 0x40011C04&；187STR R0,[R1]&；188LDR R0,= 0x44BBBBBB&；189LDR R1,= 0x&；190STR R0,[R1]&；191LDR R0,= 0x44444B44&；192LDR R1,= 0x&；193STR R0,[R1]&；194LDR R0,= 0x&；195LDR R1,= 0xA0000010&；196STR R0,[R1]&；197LDR R0,= 0x&；198LDR R1,= 0xA0000014&；199STR R0,[R1]&；200ENDIF&；201IMPORT __main&；202LDR R0, =__main&；203BX R0&；204ENDP&；205ALIGN&；206IF :DEF:__MICROLIB&；207EXPORT __initial_sp&；208EXPORT __heap_base&；209EXPORT __heap_limit&；210ELSE&；211IMPORT __use_two_region_memory&；212EXPORT __user_initial_stackheap&；213__user_initial_stackheap&；214LDR R0, = Heap_Mem&；215LDR R1, = (Stack_Mem + Stack_Size)&；216LDR R2, = (Heap_Mem + Heap_Size)&；217LDR R3, = Stack_Mem&；218BX LR&；219ALIGN&；220ENDIF&；221END&；222ENDIF&；223END&；224如程序清单一，STM32的启动代码一共224行，使用了汇编语言编写，这其中的主要原因下文将会给出交代。现在从第一行开始分析：&第1行：定义是否使用外部SRAM，为1则使用，为0则表示不使用。此语行若用C语言表达则等价于：#define DATA_IN_ExtSRAM 0&第2行：定义栈空间大小为0x个字节，即1Kbyte。此语行亦等价于：#define Stack_Size 0x&第3行：伪指令AREA，表示&第4行：开辟一段大小为Stack_Size的内存空间作为栈。&第5行：标号__initial_sp，表示栈空间顶地址。&第6行：定义堆空间大小为0x个字节，也为1Kbyte。&第7行：伪指令AREA，表示&第8行：标号__heap_base，表示堆空间起始地址。&第9行：开辟一段大小为Heap_Size的内存空间作为堆。&第10行：标号__heap_limit，表示堆空间结束地址。&第11行：告诉编译器使用THUMB指令集。&第12行：告诉编译器以8字节对齐。&第13―81行：IMPORT指令，指示后续符号是在外部文件定义的（类似C语言中的全局变量声明），而下文可能会使用到这些符号。&第82行：定义只读数据段，实际上是在CODE区（假设STM32从FLASH启动，则此中断向量表起始地址即为0x8000000）&第83行：将标号__Vectors声明为全局标号，这样外部文件就可以使用这个标号。&第84行：标号__Vectors，表示中断向量表入口地址。&第85―160行：建立中断向量表。&第161行：&第162行：复位中断服务程序，PROC…ENDP结构表示程序的开始和结束。&第163行：声明复位中断向量Reset_Handler为全局属性，这样外部文件就可以调用此复位中断服务。&第164行：IF…ENDIF为预编译结构，判断是否使用外部SRAM，在第1行中已定义为“不使用”。&第165―201行：此部分代码的作用是设置FSMC总线以支持SRAM，因不使用外部SRAM因此此部分代码不会被编译。&第202行：声明__main标号。&第203―204行：跳转__main地址执行。&第207行：IF…ELSE…ENDIF结构，判断是否使用DEF:__MICROLIB（此处为不使用）。&第208―210行：若使用DEF:__MICROLIB，则将__initial_sp，__heap_base，__heap_limit亦即栈顶地址，堆始末地址赋予全局属性，使外部程序可以使用。&第212行：定义全局标号__use_two_region_memory。&第213行：声明全局标号__user_initial_stackheap，这样外程序也可调用此标号。&第214行：标号__user_initial_stackheap，表示用户堆栈初始化程序入口。&第215―218行：分别保存栈顶指针和栈大小，堆始地址和堆大小至R0，R1，R2，R3寄存器。&第224行：程序完毕。以上便是STM32的启动代码的完整解析，接下来对几个小地方做解释：1、&AREA指令：伪指令，用于定义代码段或数据段，后跟属性标号。其中比较重要的一个标号为“READONLY”或者“READWRITE”，其中“READONLY”表示该段为只读属性，联系到STM32的内部存储介质，可知具有只读属性的段保存于FLASH区，即0x8000000地址后。而“READONLY”表示该段为“可读写”属性，可知“可读写”段保存于SRAM区，即0x2000000地址后。由此可以从第3、7行代码知道，堆栈段位于SRAM空间。从第82行可知，中断向量表放置与FLASH区，而这也是整片启动代码中最先被放进FLASH区的数据。因此可以得到一条重要的信息：0x8000000地址存放的是栈顶地址__initial_sp，0x8000004地址存放的是复位中断向量Reset_Handler（STM32使用32位总线，因此存储空间为4字节对齐）。2、&DCD指令：作用是开辟一段空间，其意义等价于C语言中的地址符“&”。因此从第84行开始建立的中断向量表则类似于使用C语言定义了一个指针数组，其每一个成员都是一个函数指针，分别指向各个中断服务函数。3、&标号：前文多处使用了“标号”一词。标号主要用于表示一片内存空间的某个位置，等价于C语言中的“地址”概念。地址仅仅表示存储空间的一个位置，从C语言的角度来看，变量的地址，数组的地址或是函数的入口地址在本质上并无区别。4、&第202行中的__main标号并不表示C程序中的main函数入口地址，因此第204行也并不是跳转至main函数开始执行C程序。__main标号表示C/C++标准实时库函数里的一个初始化子程序__main的入口地址。该程序的一个主要作用是初始化堆栈（对于程序清单一来说则是跳转__user_initial_stackheap标号进行初始化堆栈的），并初始化映像文件，最后跳转C程序中的main函数。这就解释了为何所有的C程序必须有一个main函数作为程序的起点――因为这是由C/C++标准实时库所规定的――并且不能更改，因为C/C++标准实时库并不对外界开发源代码。因此，实际上在用户可见的前提下，程序在第204行后就跳转至.c文件中的main函数，开始执行C程序了。至此可以总结一下STM32的启动文件和启动过程。首先对栈和堆的大小进行定义，并在代码区的起始处建立中断向量表，其第一个表项是栈顶地址，第二个表项是复位中断服务入口地址。然后在复位中断服务程序中跳转??C/C++标准实时库的__main函数，完成用户堆栈等的初始化后，跳转.c文件中的main函数开始执行C程序。假设STM32被设置为从内部FLASH启动（这也是最常见的一种情况），中断向量表起始地位为0x8000000，则栈顶地址存放于0x8000000处，而复位中断服务入口地址存放于0x8000004处。当STM32遇到复位信号后，则从0x处取出复位中断服务入口地址，继而执行复位中断服务程序，然后跳转__main函数，最后进入mian函数，来到C的世界。STM32启动代码分析、简化、实战_百度文库
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&&本​文​通​过​对​S​T​M2​的​官​方​固​件​库​S​T​M2​F0​x​_​S​t​d​P​e​r​i​p​h​_​L​i​b​_​V..里​的​M​D​K​启​动​文​件​分​析​,​简​化​部​分​不​需​要​的​代​码​,​并​从​繁​杂​的​固​件​库​里​,​精​炼​出​一​个​类​似​于​“​h​e​l​l​o​w​o​r​l​d​”​的​入​门​实​战​小​程​序​―​―​点​亮​一​个​L​E​D​。​该​工​程​仅​仅​包​含​一​个​启​动​文​件​和​一​个​有​m​a​i​n​函​数​的​C​文​件​。​本​文​初​衷​：​不​用​固​件​库​建​立​自​己​的​工​程​!​
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​实​验​硬​件​：​神​舟​I​V​号​开​发​板
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