單片機的Bootloader，可以實現(xiàn)用戶輕松升級程序

時間：2020-10-23 10:31:43

關鍵字：單片機嵌入式

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[導讀]這次出差是為了升級程序解決Bug，用戶已經(jīng)將產(chǎn)品封裝起來，無法開蓋，只能使用CAN總線來更新程序，用Bootloader實現(xiàn)。其實就是通過上位機把.bin/hex文件以CAN通訊的方式發(fā)送給單片機并存儲在規(guī)定的Flash中。這個過程與手機端更新APP類似。

這次出差是為了升級程序解決Bug，用戶已經(jīng)將產(chǎn)品封裝起來，無法開蓋，只能使用CAN總線來更新程序，用Bootloader實現(xiàn)。其實就是通過上位機把.bin/hex文件以CAN通訊的方式發(fā)送給單片機并存儲在規(guī)定的Flash中。這個過程與手機端更新APP類似。

以STM8單片機為例，該如何實現(xiàn)Bootloader呢？今天和大家分享一下。

什么是Bootloader

Bootloader是一段用于更新自身應用軟件并獨立運行的代碼，常被用于升級產(chǎn)品和修復產(chǎn)品bug。STM8單片機如果要下載hex文件的話需要通過STVP和STLINK來實現(xiàn)，單片機的引腳SWIM就是下載接口。如果產(chǎn)品在用戶端被封裝好了，無法通過SWIM來下載該怎么辦呢？就使用Bootloader，STM支持CAN和UART實現(xiàn)Bootloader。就是通過CAN通信或者UART通信將數(shù)據(jù)存放在STM8的Flash上。

劃分Flash區(qū)間

STM8的中斷向量跳轉地址是固定的，會跳轉到0x8000對應中斷的偏移地址，所以會把Bootloader存放在0x8000開始的空間內(nèi)，比如給Bootloader代碼所劃分的空間為4k，那么空間起始地址為：0x8000-0x8FFF；那么應用代碼的起始地址就可以從0x9000開始。

修改中斷向量表

STM8的中斷向量表通過一段特定的代碼來實現(xiàn)，并需要根據(jù)前文提到的空間劃分來修改。STM8的應用程序起始地址是0x8400，默認的向量表如下代碼所示。

__root?const?long?reintvec[]@".intvec"=?{0x82008080,0x82008404,0x82008408,0x8200840c,?0x82008410,0x82008414,0x82008418,0x8200841c,?0x82008420,0x82008424,0x82008428,0x8200842c,?0x82008430,0x82008434,0x82008438,0x8200843c,?0x82008440,0x82008444,0x82008448,0x8200844c,?0x82008450,0x82008454,0x82008458,0x8200845c,?0x82008460,0x82008464,0x82008468,0x8200846c,?0x82008470,0x82008474,0x82008478,0x8200847c,?};

前文已經(jīng)將應用程序的起始地址修改為0x9000，所以，向量表的的修改方法為：除了第一個元素為，其余的元素將8改為9，修改完后代碼如下：

__root?const?long?reintvec[]@".intvec"={???0x82008080,0x82009404,0x82009408,0x8200940c,?0x82009010,0x82009014,0x82009018,0x8200901c,0x82009020,0x82009024,0x82009028,0x8200902c,0x82009030,0x82009034,0x82009038,0x8200903c,0x82009040,0x82009044,0x82009048,0x8200904c,0x82009050,0x82009054,0x82009058,0x8200905c,0x82009060,0x82009064,0x82009068,0x8200906c,0x82009070,0x82009074,0x82009078,0x8200907c,};

修改ICF文件

ICF文件存放在編程環(huán)境的安裝目錄下，每個型號/系列的單片機都會對應一個ICF

文件，需要修改一下ICF文件，這里需要根據(jù)flash空間的劃分來修改，前面將Bootloader的終止地址設置為0x9FFF，所以修改如下：

define?region?NearFuncCode?=?[from?0x8000?to?0x8FFF];define?block?INTVEC?with?size?=?0x80?{?ro?section?.intvec?};place at start of NearFuncCode { block INTVEC };

跳轉命令

所謂跳轉，就是在應用程序中跳轉到Boot中去升級；升級完成后需要跳轉到應用程序中，所跳轉的起始就是起始地址。Bootloader跳轉到應用程序的代碼如下，

asm("LDW X, SP ");asm("LD??A,??$FF");asm("LD??XL,?A??");asm("LDW?SP,?X??");asm("JPF?$9000");

應用程序跳轉到Bootloader中的代碼如下

sm("LDW X, SP ");asm("LD??A,??$FF");asm("LD??XL,?A??");asm("LDW?SP,?X??");asm("JPF?$8000");

編寫交互代碼

以上設置好之后，就可以編寫交互代碼了，所以交互代碼其實就是一套協(xié)議，規(guī)定了應用程序如何跳轉到Boot，在Boot中如何處理和存儲數(shù)據(jù)，這需要上位機的支持。如果只是用于自家的產(chǎn)品，就可以自己定義協(xié)議。也可以使用標準的協(xié)議，比如汽車行業(yè)中的UDS(統(tǒng)一診斷服務)。

Bootloader實現(xiàn)之后，就可以使用CAN/UART來實現(xiàn)產(chǎn)品固件的升級了。這就是Bootloader的關鍵內(nèi)容，本文你學會了嗎？留言討論一下吧。

-END-

來源 | 玩轉嵌入式

作者 | 劉小舒

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