GD32F3开发进阶教程 课件 ch17IAP在线升级应用实验

IAP在线升级应用实验“第十七章《GD32F3开发进阶教程——基于GD32F303ZET6》01实验内容本章实验的主要内容是学习通过IAP实现微控制器程序的在线升级,首先了解ICP和IAP两种不同的微控制器编程方式的区别，以及二者对应的程序执行流程，进而掌握IAP的原理,最后，根据本章实验中介绍的用户程序生成方法，基于GD32F3苹果派开发板设计一个IAP在线升级应用实验，先将Bootloader程序烧录进微控制器中，然后将用户程序存放于SD卡的固定路径下，最后通过Bootloader将SD卡中的用户程序下载到微控制器的Flash中，以实现用户程序对应的功能。实验内容02实验原理微控制器编程方式根据代码下载方法不同可分为两种，分别是在线编程(ICP，InCircuitProgramming)和在程序中编程(IAP，InApplicationProgramming)ICP编程，即通过JTAG或SWD等接口下程序到微控制器中，ICP编程首先将Boot0拉高,Boot1拉低，然后触发芯片复位。芯片复位后跳转到系统存储器的位置，即0xIFFFBO00(芯片硬件自带的Bootloader)行引导装程序，将TAG或SWD等接口传输的程序下载到Flash中。微控制器编程方式IAP编程需要两份程序代码，通常将第一份程序代码称为Bootloader程序，第二份程序代码称为用户程序，Bootloader程序不执行正常的功能，而是通过某种接口(如USB、UART或SDIO接口)获取用户程序，用户程序才是真正的功能代码，两份代码都存储于主闪存存储器中。Bootloader程序一般存储于主闪存存储器的最低地址区，即从0x08000000开始，而用户程序存储地址相对于闪存的最低地址区存在一个相对偏移量X注意，如果Flash容量足够，可以实现设计多个用户程序。微控制器编程方式微控制器编程方式IAP编程中闪存的空间分配情况如图17-1所示。在中断向量表中最先存放的为栈顶地址，通常占4字节。程序执行流程1.ICP编程如图17-2所示，由于闪存物理地址的首地址为0x08000000，因此通过ICP下载的程序从0x08000000开始。ICP程序的运行流程为:①根据复位中断向量跳转至复位中断服务程序并执行，复位微控制;②复位结束后，先调用SystemInit函数进行系统初始化，包括RCU配置等，然后执行main函数，main函数是编译系统提供的一个函数，负责完成库函数的初始化和初始化应用程序执行环境，完成后自动跳转到main函数开始执行;③当出现中断请求时，程序将在中断向量表中查找对应的中断向量:④根据查找到的中断向量，跳转到对应的中断服务程序并执行;⑤当中断服务程序运行结束后，跳转到main函数继续运行。程序执行流程程序执行流程2.IAP编程如图17-3所示，通过IAP编程方式下载程序时，闪存中存放着Botloader程序及用户程序。Bootloader程序的运行流程起初与ICP程序相同:①根据复位中断向量跳转至复位中断服程序并执行，复位微控制器;②复位结束后调用SystemInit和main函数，然后跳转到main函数执行。不同之处在于，Bootloader程序在main函数中会执行相应的语句，跳转到用户程序中继续执行:③检查是否需要更新用户程序，如果需要更新则首先执行用户程序更新操作，不需要更新则进行下一步;④跳转至用户程序的复位中断服务程序并执行。程序执行流程⑤复位结束后调用SystemInit和main函数，然后跳转到用户程序的main函数中执行;⑥~⑦当发生中断时，程序将在中断向量表中查找对应的中断向量，再根据相对偏移量X，跳转至用户程序对应的中断服务程序并执行:⑧当中断程序运行结束后，跳转至用户程序的main函数继续运行。程序执行流程用户程序同样是一个完整的工程，与ICP编程方式所需要的工程相同，但用户程序需要经过特定的配置，配置步骤如下。用户程序生成用户程序生成步骤1.设置用户程序的起始地址和存储空间用户程序生成步骤2.设置中断向量表偏移量用户程序生成步骤3.设置bin文件生成03实验代码解析0102IAP.h文件：在IAPh文件的“宏定义”区，定义了APP起始地址APPBEGINADDRBi文件信息储存地址APPVERSIONBEGINADDRbi文件最大长度MAXBINNAMELEN及数据缓冲区的长度FILEBUFSIZE。在“API函数声明”区，声明了3个API函数。IAP.c文件：在“包含头文件”区，包含了ff.h和SerialString.h等头文件。在“内部函数声明”区，声明了3个内部函数。IAP文件对IAP文件对IAP文件对IAP文件对在CheckAppVersion函数实现区后为SystemReset函数的实现代码，如程序清单17-9所示。Main.c文件在main函数中调用CheckAppVersion和GotoApp函数，如程序清单17-10所示，这样就实现了从Bootloader程序到App程序的升级。Main.c文件实验结果下载Bootloader程序并进行复位，若开发板未插入SD卡，则串口助手显示信