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如何去实现基于c语言的stm32串口ISP程序呢

如何去使用STM32串口ISP呢?
如何去实现基于c语言的stm32串口ISP程序呢?

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秦文汶

2021-10-25 14:42:55
  概述
  stm32串口ISP程序,基于c语言。
  在ubuntu和mac下测试都ok,ubuntu下需要修改/dev/ttyUSB0权限,mac下不需要修改。
  本程序在stm32f103c8t6上ok,根据官方文档,其他型号单片机下载协议相同,但没有测试过。
  使用方法:
  stm32isp /dev/ttyUSB0 stm32_test.bin
  mac下的u***串口节点是 /dev/tty.u***serial
  注:
  波特率固定为57600不允许修改。实际上测试了各种波特率,只有57600和38400可以稳定下载(程序写的还不太稳定吧),所以波特率固定为了57600。
  下载的是bin文件,不是hex文件。bin文件是纯粹的编码,hex文件包含了地址信息。keil默认不生成bin文件,生成bin文件的方法可网上查找。
  移除 ad.jpg 下载协议
  stm32官方文档已提交到本工程 documents 目录下。
  1、硬件
  首先要让stm32进入bootloader启动:
  引脚电平BOOT0高电平BOOT1低电平
  这样启动后就会从system分区启动,开始接收串口数据。
  连接串口1:
  引脚功能PA9TXD,连接host RXDPA10RXD,连接host TXD
  2、sync
  以下数据指的是响应host或device端发送的数据。
  hostdevicenote0x7f-发送0x7f,单片机收到后会自动匹配波特率。-0x79(ACK)/0x1F(NACK)device返回ACK或NACK,表示对host的反应。
  适配波特率这一步是无条件执行的,执行完这一步之后就可以接收各种指令。
  下面就介绍各个指令的功能和数据协议。
  3、get command
  在上面已经适配波特率情况下可以执行此指令。
  【指令码】0x00
  【功能】获取stm32里bootloader版本号,以及所有支持的指令代码。
  【数据协议】
  hostdevicenote0x00 + 0xff- -0x79(ACK)/0x1F(NACK) -N1字节,表示下面要接收到的字节数。bootloaderversion字节数 + 所有指令字节数 = N+1-bootloader version1字节,如0x21代表2.1版本-所有支持的指令多个字节,每个字节数据都表示一个支持的指令-0x79(ACK)/0x1F(NACK)指令执行结束后会返回0x79
  4、get version & read protection
  【指令码】0x01
  【功能】获取stm32里bootloader版本号,读取保护状态。
  【数据协议】
  hostdevicenote0x01+0xfe- -0x79(ACK)/0x1F(NACK) -bootloader version -2个字节这两个字节和保护状态有关-0x79(ACK)/0x1F(NACK)
  5、get ID command
  【指令码】0x02
  【功能】获取stm32 PID(product ID,不是芯片唯一识别码)。
  【数据协议】
  hostdevicenote0x02+0xfd- -0x79(ACK)/0x1F(NACK) -N1字节,表示下面 PID字节数 - 1-PID多字节(上一个字节已指明字节数),先传高位后传低位。我这次用的stm32f103c8t6是2字节。-0x79(ACK)/0x1F(NACK)
  6、Erase Memory command
  【指令码】0x43
  【功能】擦除flash,可以全擦或擦除一部分,这里只介绍全擦。
  【数据协议】
  hostdevicenote0x43+0xbc- -0x79(ACK)/0x1F(NACK) 0xff+0x00-这是全擦指令-0x79(ACK)/0x1F(NACK)
  7、Write Memory command
  【指令码】0x31
  【功能】
  写存储器,可以写任意的RAM、flash,我们写程序就用这个。
  【数据协议】
  hostdevicenote0x31+0xCE- -0x79(ACK)/0x1F(NACK) addr-4字节,下载地址。用户flash起始地址是0x08000000。
  先发高位,后发低位
  addr checksum-1字节,地址的checksum,就是上面4字节数据的异或。-0x79(ACK)/0x1F(NACK) count-1字节,表示后面将要传输的字节数,范围(0, 255]。
  字节数 = 这个值+1
  ,也就是说最大传输256字节。data-多字节,字节数 = count + 1,最大256字节。
  这里下载进去的是bin文件,不是hex。。
  checksum-1字节,上面的data数据,以及数据个数count的checksum。注意这里的checksum包含
  数据和个数
  。-0x79(ACK)/0x1F(NACK)
  注:
  对于写flash,用户flash的起始地址是0x08000000。
  对于写flash,这里最多一次写256字节,写一个bin文件需要多次使用此协议写入。
  8、Read Memory command
  【指令码】0x11
  【功能】
  读取stm32内存,可以读取stm32任意地址的RAM、flash等数据。
  我们常在下载完成后把flash内容读取出来验证。
  【数据协议】
  hostdevicenote0x11+0xEE0x79(ACK)/0x1F(NACK) addr-4字节,下载地址。用户flash起始地址是0x08000000。
  先发高位,后发低位
  addr checksum-1字节,地址的checksum,就是上面4字节数据的异或。-0x79(ACK)/0x1F(NACK) count-1字节,将要读取的数据个数,0~255。count+1就是将要读取的字节数,最多读取256字节。checksum-1字节,count的按位取反。-0x79(ACK)/0x1F(NACK) -datacount+1个字节,这就是要读取的数据。
  注:
  对于读取flash,用户flash的起始地址是0x08000000。
  一次最多读取256字节,要读取大段内容就重复执行这个读取操作。
  9、Go command
  略。
  代码说明
  根据上面的下载协议,封装成了模块,这里介绍本程序结构和模块的使用,以便移植到其他地方。
  程序结构
  wiringSerial.c wiringSerial.h
  串口驱动,在树莓派wiringPi基础上修改,增加了数据块读写代码,增加了更多设置项。
  这部分驱动在mac、桌面ubuntu、树莓派上都可以使用。
  stm32isp.c stm32isp.h
  下载逻辑代码,基于串口驱动,串口的打开、关闭操作也归于这部分控制。
  以上两个部分,serial完全归于stm32isp,外部使用stm32isp时不需要再管串口了。
  main.c
  程序交互的实现,调用上面stm32isp接口实现下载。
  下面着重介绍的是stm32isp部分的接口函数。
  stm32isp接口
  stm32isp使用前提是串口工作正常。
  stm32isp_init
  int stm32isp_init(const char *device, const int baud, const int databits, const int stopbits, const char parity, const int timeout);
  使用前需要先调用此函数,主要是完成串口初始化(串口的打开和关闭也交给stm32isp模块管理)。
  例:
  stm32isp_init(“/dev/ttyUSB0”, 57600, 8, 1, ‘N’, 30);
  注:此驱动测试只有57600和38400两个波特率可以正常下载。
  stm32isp_close
  void stm32isp_close(); //成功返回1,失败返回0
  下载结束后调用此函数,主要是完成串口关闭(串口的打开和关闭也交给stm32isp模块管理)。
  stm32isp_sync
  int stm32isp_sync();
  同步波特率,成功返回1,失败返回0。 打开串口后第一步就需要sync,和单片机同步波特率。
  stm32isp_get_command
  int stm32isp_get_command()
  获取ID和command列表,信息保存在驱动内部结构体,不输出,但会进行打印信息。成功返回1,失败返回0。
  这一步不是下载必须执行的。
  stm32isp_get_ID_command
  int stm32isp_get_ID_command();
  获取PID,信息保存在驱动内部结构体,不输出,但会进行打印。成功返回1,失败返回0。
  这一步不是下载必须执行的。
  stm32isp_erase_all
  int stm32isp_erase_all();
  全擦flash,成功返回1,失败返回0。
  下载之前先擦除flash。
  stm32isp_write_bin
  int stm32isp_write_bin(char *p);
  传入bin文件路径,写入bin文件到flash,成功返回1,失败返回0。
  注意写入的是bin文件,不是hex文件。
  bin文件路径可能由main函数的argv参数传入。
  stm32isp_verify
  int stm32isp_verify(char *p);
  传入bin文件路径,根据bin文件大小读取flash相应大小内容,并把两个比较,验证成功返回1,失败返回0。
  这一步可选,为了保险可下载后验证一下。
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