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很多人不知道,STM32中內(nèi)嵌了一段自舉程序

 西北望msm66g9f 2021-01-31
出品 21ic論壇 一路向北lm

網(wǎng)站:bbs.21ic.com


前段時(shí)間研究了一下STM32內(nèi)部的BootLoader  ,也就是STM32內(nèi)嵌的一段程序,搞明白原理后,使用Qt編寫的一個(gè)
測試小工具,展示效果如下:

 

可能你還不知道:
STM32中內(nèi)嵌了一段自舉程序,可能很多人不知道。那段自舉程序存放在System memory(系統(tǒng)存儲(chǔ)器)中,我們通過配置啟動(dòng),選擇啟動(dòng)系統(tǒng)存儲(chǔ)器就可以運(yùn)行這段程序。

STM32有三種啟動(dòng)模式:
01.Main Flash memory:主FLASH
02.System memory:系統(tǒng)存儲(chǔ)器
03.Embedded SRAM:內(nèi)置SRAM
三種模式是通過不同配置來實(shí)現(xiàn),一般通過BOOT引腳和BOOT位來配置啟動(dòng)模式。不同的芯片配置有差異,有些芯片沒有BOOT1引腳,會(huì)結(jié)合BOOT位來實(shí)現(xiàn)。

內(nèi)嵌的自舉程序
STM32內(nèi)嵌的自舉程序存放在系統(tǒng)存儲(chǔ)區(qū),由ST在生產(chǎn)線上寫入,用戶不能修改。我們選擇System memory(系統(tǒng)存儲(chǔ)器)啟動(dòng)模式,就會(huì)進(jìn)入系統(tǒng)存儲(chǔ)區(qū)執(zhí)行自舉程序,內(nèi)嵌的自舉程序主要用于通過串行、IIC、SPI、USB、CAN等接口與外部通訊。不同型號MCU支持的串行接口不一樣,具體請參看應(yīng)用筆記 AN2606。
 

自舉程序中UART協(xié)議

通信就會(huì)牽涉到協(xié)議,這里也說一下自舉程序中 USART 協(xié)議。

USART 自舉程序命令集:(具體參考官方文檔AN3155)

 
4.介紹幾個(gè)簡單的命令流程

4.1 Get 命令

用戶通過 Get 命令可獲取自舉程序的版本及支持的命令。自舉程序接收到 Get 命令后,會(huì)將
自舉程序版本和支持命令的代碼發(fā)送給主機(jī)。

具體如下:


 

4.2Get Version & Read Protection Status 命令GetVersion & Read Protection Status 命令用于獲取自舉程序版本及讀保護(hù)狀態(tài)。自舉程序接收到此命令后,會(huì)將如下信息(版本、使能和禁止讀保護(hù)的次數(shù))發(fā)送給主機(jī)。

具體如下:

 

4.3Get ID 命令Get ID命令用于獲取芯片 ID(標(biāo)識)的版本。自舉程序接收到此命令后,會(huì)將產(chǎn)品 ID 發(fā)送給主機(jī)。

具體如下:

 

4.4 Read Memory 命令ReadMemory 命令用于從RAM、 Flash 和信息塊(系統(tǒng)存儲(chǔ)器或選項(xiàng)字節(jié)區(qū)域)中的任何有效存儲(chǔ)器地址(參見注釋)讀取數(shù)據(jù)。(讀的前提是Flash沒有加讀保護(hù)操作)

具體如下:(讀取flash 0x 08000000 開始的16個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù))

 

4.5 Go 命令Go 命令用于從應(yīng)用程序指定的地址開始執(zhí)行已下載的代碼或其它任何代碼。自舉程序接收到 Go 命令后,會(huì)將 ACK 字節(jié)發(fā)送到應(yīng)用程序。發(fā)送 ACK 字節(jié)后,自舉程序會(huì)等待一個(gè)地址(4 個(gè)字節(jié),字節(jié) 1 表示地址 MSB,字節(jié) 4 表示 LSB)和一個(gè)校驗(yàn)和字節(jié),然后檢查接收到的地址。如果接收到的地址有效且校驗(yàn)和正確,則自舉程序?qū)l(fā)送一個(gè)ACK字節(jié),否則將發(fā)送一個(gè) NACK 字節(jié)并中止此命令。


具體如下:使用go 跳轉(zhuǎn)到 flash地址處執(zhí)行(0x08000000),此時(shí)LED已經(jīng)閃爍

命令太多,其它的就不再介紹了!

 

5.自舉程序上位機(jī)(自己使用Qt編寫的,主要用于測試)
01. 在自舉模式下可以簡單實(shí)現(xiàn)對內(nèi)部flash的數(shù)據(jù)的讀出(flash不加鎖)
02. 在自舉模式下可以簡單實(shí)現(xiàn)對內(nèi)部sram的數(shù)據(jù)的讀出(flash不加鎖)
03.可以生成對應(yīng)的.hex文件,使用Qt自己設(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)。
04.下載部分暫且沒有做。



 

讀取Hex文件  和拼Hex文件代碼開源給大家

  1.    // 讀取芯片內(nèi)部flash數(shù)據(jù)

  2.    // 地址范圍:0x0800 0000 ~ 0x0801 ffff   128K Byte

  3.    // 循環(huán)讀取,每次讀取16個(gè)字節(jié),讀取128K Byte /16Byte = 8000 次

  4.     int base = 0x08000000;

  5.     for(int i =0;i<8000;i++)

  6.     {

  7.         //1.發(fā)送讀內(nèi)存命令

  8.         UartSendHex('11ee');

  9.         Sleep(5);

  10.         //2.發(fā)送地址和校驗(yàn)和

  11.         int offer = base + i*16;

  12.         QString offer_str = QString::number(offer,16);

  13.         if(offer_str.size()<8)

  14.             offer_str.insert(0,'0');

  15.         QString check_str;

  16.         check_str = getXORresult(offer_str.mid(0,2), offer_str.mid(2,2));

  17.         check_str = getXORresult(check_str, offer_str.mid(4,2));

  18.         check_str = getXORresult(check_str, offer_str.mid(6,2));

  19.         UartSendHex(offer_str+check_str);

  20.         Sleep(5);

  21.         //3.發(fā)送要讀取的字節(jié)數(shù)和效驗(yàn)和

  22.         QByteArray ByteNum = '0ff0';

  23.         UartSendHex(ByteNum);

  24.         Sleep(5);

  25.         ui->progressBar->setFormat(QString::fromLocal8Bit('%1%').arg(QString::number((i+1)/10, 'f', 1)));

  26.         ui->progressBar->setValue((i+1)/10);

  27.     }

  28. // Qt flash數(shù)據(jù) 轉(zhuǎn) hex文件算法

  29.     int t = 0,g = 0;

  30.     QString text = ui->textEdit_Recv->toPlainText();

  31.     QStringList number_list = text.split('\n');

  32.     QStringList result_list;

  33.      // 遍歷字符串列表,濾除全ffff.........結(jié)尾,記錄行數(shù)

  34.      for(int i = 0; i < number_list.size(); ++i)

  35.      {

  36.         if(number_list.at(i) == 'ffffffffffffffffffffffffffffffff')

  37.         {

  38.             t = i;

  39.             break;

  40.         }

  41.      }

  42.      // 遍歷字符串列表斬?cái)嘈校瑸V除改行的 ffff.........

  43.      text.clear();

  44.      text = number_list.at(t-1);

  45.      for(int i =0;i<text.size();i++)

  46.      {

  47.          if((text.at(i) == 'f')&&(text.at(i+1) == 'f')&&(i%2 == 0))

  48.          {

  49.             g = i;

  50.             break;

  51.          }

  52.      }

  53.      // 拼接新的全數(shù)據(jù)的字符串列表

  54.      for(int i =0;i<t-1;i++)

  55.      {

  56.         result_list<<number_list.at(i);

  57.      }

  58.      if(g!=0)

  59.      {

  60.          text = text.remove(g,32-g);

  61.          result_list<<text;

  62.      }

  63.      //生成HEX文件

  64.      //1.添加 10 字節(jié)數(shù)

  65.      text.clear();

  66.      QStringList result_list1;

  67.      for(int i = 0; i < t; ++i)

  68.      {

  69.         text = result_list.at(i);

  70.         if(i!=t-1)

  71.             text = text.insert(0,'10');

  72.         else

  73.         {

  74.            QString str = QString::number(text.size()/2,16);

  75.            if(str.size()<2)

  76.                str.insert(0,'0');

  77.            text = text.insert(0,str);

  78.         }

  79.         result_list1 << text;

  80.      }

  81.      //2.添加地址偏移

  82.      QStringList result_list2;

  83.      int offer = 0x0000;

  84.      QString offer_str;

  85.      text.clear();

  86.      for(int i = 0; i < t; ++i)

  87.      {

  88.         offer = i*16;

  89.         offer_str = QString::number(offer,16);

  90.         if(offer_str.size()<4)

  91.         {

  92.           if(offer_str.size() == 1)

  93.              offer_str.insert(0,'000');

  94.           if(offer_str.size() == 2)

  95.              offer_str.insert(0,'00');

  96.           if(offer_str.size() == 3)

  97.              offer_str.insert(0,'0');

  98.         }

  99.         text = result_list1.at(i);

  100.         text = text.insert(2,offer_str);

  101.         result_list2 << text;

  102.      }

  103.      //3.添加效驗(yàn)和

  104.      // 以020000040003F7為例子

  105.      //具體算法為 0x100-((0x02+0x00+0x00+0x04+0x00+0x03)%256)= 0xF7

  106.      text.clear();

  107.      bool ok;

  108.      int check;

  109.      QString check_str;

  110.      QStringList result_list3;

  111.      for(int i = 0; i < t; ++i)

  112.      {

  113.         text = result_list2.at(i);

  114.         check = 0;

  115.         for(int j=0;j<text.size();j++)

  116.         {

  117.            check += text.mid(j*2,2).toInt(&ok,16);

  118.         }

  119.          check = (0x100 - check%256);

  120.          check_str = QString::number(check,16);

  121.          if(check_str.size()<2)

  122.              check_str = check_str.insert(0,'0');

  123.          text = text.insert(text.size(),check_str);

  124.          result_list3<<text;

  125.      }

  126.      //4.添加冒號 :

  127.      QStringList result_list4;

  128.      text.clear();

  129.      for(int i = 0; i < t; ++i)

  130.      {

  131.       text = result_list3.at(i);

  132.       text = text.insert(0,':');

  133.       result_list4<<text;

  134.      }

  135.      //5.添加HEX頭部

  136.      QString hear=':020000040800f2';

  137.      //QStringList result_list5;

  138.      result_list4.insert(0,hear);

  139.      //6.添加HEX尾部

  140.     QString tail1=':04000005080001cd21';

  141.     QString tail2=':00000001ff';

  142.     result_list4.insert(t+2,tail1);

  143.     result_list4.insert(t+3,tail2);

  144.     //7.保存數(shù)據(jù)為.hex文件

  145.     ...............


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