聊聊STM32芯片的DFU編程及相關(guān)話題

designapp

相當(dāng)部分的 STM32芯片都帶USB模塊,有時(shí)我們會考慮利用STM32芯片的USB模塊進(jìn)行程序代碼的下載或升級。USB協(xié)議中有專門針對設(shè)備固件升級的類協(xié)議，即可以通過DFU類協(xié)議進(jìn)行產(chǎn)品固件的加載或更新。

關(guān)于STM32產(chǎn)品的DFU程序下載和升級，ST官方有相關(guān)的資料文檔。可以去www.stmcu.com.cn 或者去www.st.com 搜索DFUse下載相關(guān)資料。

有個(gè)用戶手冊UM0412詳細(xì)介紹了如何利用ST官方軟件工具DfuSe進(jìn)行相關(guān)編程操作。順便提醒下，下載DfuSe安裝包解壓運(yùn)行DfuSe_Demo_Vxx_Setup.exe之后，還不算安裝完成，還得安裝針對DfuSe的WINDOWS環(huán)境下的驅(qū)動程序。如果你運(yùn)行DfuSe_Demo_Vxx_Setup.exe時(shí)使用默認(rèn)路徑的話，該驅(qū)動程序的位置一般就在下圖方框所指的路徑，選擇合適.INI文件。





當(dāng)你見到設(shè)備驅(qū)動程序成功安裝的提示時(shí)，PC端的安裝才算完成。至于DFU文件的準(zhǔn)備操作這里就不再贅述，手冊講得很清晰。





這里要額外提醒的是，利用DFU方式對STM32 程序代碼加載或更新有兩種模式，即ISP模式和IAP模式。

所謂ISP模式就是指MCU芯片出廠時(shí)內(nèi)部已集成了DFU相關(guān)自舉驅(qū)動代碼，利用它并借助USB接口即可將用戶應(yīng)用程序下載進(jìn)芯片。不妨以STM32F4xx 為例來介紹，下圖是STM32F4xx自舉模式配置及內(nèi)部系統(tǒng)存儲器的描述。





可以看出，STM32F4XX系列芯片的系統(tǒng)存儲器內(nèi)集成了相關(guān)DFU驅(qū)動，支持ISP模式下的DFU方式進(jìn)行用戶代碼加載或升級。此時(shí)，BOOT配載在system memory模式，你只需準(zhǔn)備好相關(guān)的用戶程序代碼，借助上面的DfuSe工具即可完成用戶程序的下載。之后，將BOOT配置為用戶模式，即main flash memory模式。

當(dāng)然，并不是所有帶USB模塊的STM32 芯片內(nèi)都集成了相關(guān)DFU自舉驅(qū)動，或者說即使集成了但你并不想使用它。那你就可以換個(gè)模式，即IAP模式。自行編寫DFU相關(guān)自舉驅(qū)動程序，然后通過調(diào)試設(shè)備下載到芯片里，之后通過該DFU驅(qū)動并借助DfuSe工具完成用戶程序的更新或下載。此時(shí)boot配置是用戶模式，即main flash memory模式。這點(diǎn)跟上面的ISP模式不一樣的。

對于各STM32系列IAP的參考代碼，在ST官方網(wǎng)站都有，基本可以拿過來就用。需要修改的地方主要是觸發(fā)源，比方按鍵，再就是要跳轉(zhuǎn)的用戶程序起始地址，以及編譯時(shí)相關(guān)內(nèi)存地址的調(diào)整。

為了比較，我們順便看看STM32F1系列系統(tǒng) 內(nèi)部存儲區(qū)自舉程序的介紹：

很明顯，對于STM32F1系列，只有互聯(lián)型子系列[STM32 F105/STM32F107]支持通過DFU方式實(shí)現(xiàn)ISP編程。而其它STM32F1芯片即使帶USB模塊，若想利用DFU方式編程就只能自行編寫DFU自舉驅(qū)動，通過IAP模式實(shí)現(xiàn)用戶程序的下載或升級。

幾年前在這個(gè)地方，我就被折騰了一次。我首先是拿ST官方的評估板STM3210C EVAL用ISP方式測試DFU功能，沒問題，一路暢通。后來某客戶借了塊STM32F1的評估板[當(dāng)時(shí)我以為也是STM3210C EVAL]，他使用ISP方式測試這個(gè)DFU功能，奇怪得很，怎么也不成功。我跟他回復(fù)確認(rèn)說這個(gè)功能測試過肯定沒問題。后來反復(fù)溝通，發(fā)現(xiàn)他拿的那塊評估板是STM3210E EVAL，主芯片是STM32F103ZE，而我之前測試的評估板的主芯片是STM32F107VC，后者是F1系列中的互聯(lián)型，前者則不是。只怪當(dāng)時(shí)手冊看得不細(xì)，加上這兩種評估板長相也很雷同。

其實(shí)，利用USB接口來加載程序跟利用UART接口加載程序的流程是類似的，只是接口、協(xié)議有差異而已。實(shí)現(xiàn)方式可以是ISP，也可以是IAP。具體實(shí)現(xiàn)方式要結(jié)合芯片內(nèi)部集成的相關(guān)自舉驅(qū)動和實(shí)際應(yīng)用需求來考慮。

最后提醒下，在對STM32F1/F2/F3/F4/F0幾個(gè)系列的芯片作IAP應(yīng)用時(shí)，F(xiàn)0系列跟其它系列不一樣，它沒有中斷矢量定義寄存器SCB_VTOR，所以在相應(yīng)的用戶APP代碼開始處要先做SYSCFG外設(shè)時(shí)鐘的使能開啟和中斷矢量的拷貝操作。相關(guān)參考代碼如下：

int main(void)

{

uint32_t i = 0;

/* Relocate by softwarethe vector table to the internal SRAM at 0x20000000 ***/

/* Copy the vector table from the Flash(mapped at the base of the application

loadaddress APPLICATION_ADDRESS) to the base address of the SRAM at 0x20000000. */

for(i = 0; i < 48; i++)

{

VectorTable[ i] = *(__IOuint32_t*)(APPLICATION_ADDRESS + (i<<2));

}

/* Enable the SYSCFG peripheral clock*/

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SYSCFG, ENABLE);

/* Remap SRAM at 0x00000000 */

SYSCFG_MemoryRemapConfig(SYSCFG_MemoryRemap_SRAM);

/****************下面書寫你的應(yīng)用代碼 **********************/

其它操作跟其它幾個(gè)系列一樣，該怎么操作怎么操作。