什么是 DFU
DFU全称为Device Firmware update,是ST官方推出的一个通过USB接口进行IAP升级的方案,同串口ISP一样,他们都集成在了芯片内部的Bootloader区段,可以通过配置boot引脚来启动。(具体可参照ST文档:AN2606)。不过内置DFU的芯片大部分型号都比较新,如果你用的型号没有内置DFU程序,没关系我们也可以通过CubeMX来快速生成和移植一个DFU功能程序到你的Flash中来使用。
DFU方案完整的组件包括单片机DFU Demo代码、PC端升级程序、PC端Demo代码以及相关资料手册等。通过使用DFU方案,我们可以快速的集成升级功能到开发的产品中,同时还能够快速的开发与之配套的升级程序。
使用CubeMX生成初始工程
由于官方提供的DFU例程并不多,我们很难找到现成的可已使用DFU程序,但是通过CubeMX我们可以很快速的配置和生成DFU的Bootloader,下面我们正式开始。
新建CubeMX工程
首先选定好IC的型号,进入配置界面,由于只是Bootloader代码所以这里我们只需要配置USB功能和一个做Bootloader触发的引脚就可,其余的时钟等部分一切按照正常方式配置。
设置USB引脚功能
设定USB模式为Device(HS还是FS并不影响DFU的功能,按照应用选择就可)。
开启DFU组件
在MiddleWares中加入USB DFU组件
设置DFU参数
开启DFU组件后,CubeMX的程序设置窗口的MiddleWares中就会出现DFU程序设置按钮。
点开它将APP加载的地址改为0x0800_c000,这个加载地址根据你实际的应用设置,目前我们选择让flash的前三个sector为Bootloader的区域。
第二个全是字段的参数是用来在DFU连接升级软件式传输给软件用来获取Flash结构字符串数据,很好理解这个小协议的内容,点击设置后,下方的CubeMX的参数说明也写的很清晰,这里就不多说了。当然这些参数也在工程生成后在 usbd_conf.h 和 usbd_dfu_if.c 文件中修改。
最后的设置
最后我们添加一个外部的按键作为触发单片机启动时进入DFU的方式,按键按下后就启动DFU模式,否则直接加载后方APP程序,这里选用PA0引脚,给它设置个User Label 就叫 USER_BTN_GPIO_Port。
修改补全工程
实现 DFU 功能代码
打开 src 目录下的 usbd_dfu_if.c 文件补全其中的功能代码
Flash 解锁
-
uint16_tMEM_If_Init_HS(void) { HAL_FLASH_Unlock(); return(USBD_OK); }
Flash 上锁
uint16_tMEM_If_DeInit_HS(void) { HAL_FLASH_Lock(); return(USBD_OK); }
Flash 擦除
staticuint32_tGetSector(uint32_tAddress) { uint32_tsector=0; if((Address< ADDR_FLASH_SECTOR_1) && (Address >=ADDR_FLASH_SECTOR_0)) { sector=FLASH_SECTOR_0; } ...... } elseif((Address< ADDR_FLASH_SECTOR_23) && (Address >=ADDR_FLASH_SECTOR_22)) { sector=FLASH_SECTOR_22; } else { sector=FLASH_SECTOR_23; } returnsector; } uint16_tMEM_If_Erase_HS(uint32_tAdd) { uint32_tstartsector=0; uint32_tsectornb=0; /*VariablecontainsFlashoperationstatus*/ HAL_StatusTypeDefstatus; FLASH_EraseInitTypeDeferaseinitstruct; /*Getthenumberofsector*/ startsector=GetSector(Add); eraseinitstruct.TypeErase=FLASH_TYPEERASE_SECTORS; eraseinitstruct.VoltageRange=FLASH_VOLTAGE_RANGE_3; eraseinitstruct.Sector=startsector; eraseinitstruct.NbSectors=1; status=HAL_FLASHEx_Erase(&eraseinitstruct,§ornb); if(status!=HAL_OK) { return(USBD_FAIL); } return(USBD_OK); }
Flash 写入
uint16_tMEM_If_Write_HS(uint8_t*src,uint8_t*dest,uint32_tLen) { uint32_ti=0; for(i=0;i< Len; i += 4) { /*Devicevoltagerangesupposedtobe[2.7Vto3.6V],theoperationwill bedonebybyte*/ if(HAL_FLASH_Program(FLASH_TYPEPROGRAM_WORD,(uint32_t)(dest+i),*(uint32_t*)(src+i))==HAL_OK) { /*Checkthewrittenvalue*/ if(*(uint32_t*)(src+i)!=*(uint32_t*)(dest+i)) { /*Flashcontentdoesn'tmatchSRAMcontent*/ return(USBD_FAIL); } } else { /*ErroroccurredwhilewritingdatainFlashmemory*/ return(USBD_FAIL); } } return(USBD_OK); }
Flash 读取
uint8_t*MEM_If_Read_HS(uint8_t*src,uint8_t*dest,uint32_tLen) { /*ReturnavalidaddresstoavoidHardFault*/ uint32_ti=0; uint8_t*psrc=src; for(i=0;i< Len; i++) { dest[i] = *psrc++; } /*ReturnavalidaddresstoavoidHardFault*/ return(uint8_t*)(dest); }
获取 Flash 擦写时间参数
uint16_tMEM_If_GetStatus_HS(uint32_tAdd,uint8_tCmd,uint8_t*buffer) { /*USERCODEBEGIN11*/ uint16_ttime; time=TimingTable[GetSector(Add)]; switch(Cmd) { caseDFU_MEDIA_PROGRAM: buffer[1]=(uint8_t)time; buffer[2]=(uint8_t)(time<< 8); buffer[3]=0; break; caseDFU_MEDIA_ERASE: default: buffer[1]=(uint8_t)time; buffer[2]=(uint8_t)(time<< 8); buffer[3]=0; break; } return(USBD_OK); /*USERCODEEND11*/ }
usbd_dfu_if.h 文件添加的宏定义
/*Defineflashaddress*///BLANK1#defineADDR_FLASH_SECTOR_00x08000000#defineADDR_FLASH_SECTOR_10x08004000#defineADDR_FLASH_SECTOR_20x08008000#defineADDR_FLASH_SECTOR_30x0800C000#defineADDR_FLASH_SECTOR_40x08010000#defineADDR_FLASH_SECTOR_50x08020000#defineADDR_FLASH_SECTOR_60x08040000#defineADDR_FLASH_SECTOR_70x08060000#defineADDR_FLASH_SECTOR_80x08080000#defineADDR_FLASH_SECTOR_90x080A0000#defineADDR_FLASH_SECTOR_100x080C0000#defineADDR_FLASH_SECTOR_110x080E0000//BLANK2#defineADDR_FLASH_SECTOR_120x08100000#defineADDR_FLASH_SECTOR_130x08104000#defineADDR_FLASH_SECTOR_140x08108000#defineADDR_FLASH_SECTOR_150x0810C000#defineADDR_FLASH_SECTOR_160x08110000#defineADDR_FLASH_SECTOR_170x08120000#defineADDR_FLASH_SECTOR_180x08140000#defineADDR_FLASH_SECTOR_190x08160000#defineADDR_FLASH_SECTOR_200x08180000#defineADDR_FLASH_SECTOR_210x081A0000#defineADDR_FLASH_SECTOR_220x081C0000#defineADDR_FLASH_SECTOR_230x081E0000/*Flashopratetimefromdatasheetpage128*/#defineFLASH_SECTOR_16KB_WRITE_ERASE_TIME500//500usbframe,means500ms#defineFLASH_SECTOR_64KB_WRITE_ERASE_TIME1100#defineFLASH_SECTOR_128KB_WRITE_ERASE_TIME2000
-
修改Main文件
首先在main文件前添加几个用于加载APP程序的变量和函数定义
typedefvoid(*pFunction)(void); pFunctionJumpToApplication; uint32_tJumpAddress;1234
然后再 main 函数中加入 外部按键的判断、APP程序加载以及USB DFU初始化功能
intmain(void) { /*Resetofallperipherals,InitializestheFlashinterfaceandtheSystick.*/ HAL_Init(); /*Configurethesystemclock*/ SystemClock_Config(); /*Initializeallconfiguredperipherals*/ MX_GPIO_Init(); if(HAL_GPIO_ReadPin(USER_BTN_GPIO_Port,USER_BTN_Pin)==GPIO_PIN_SET) { HAL_GPIO_WritePin(GPIOG,LD3_Pin,GPIO_PIN_SET);//Fordebug /*Testifusercodeisprogrammedstartingfromaddress0x0800C000*/ if(((*(__IOuint32_t*)USBD_DFU_APP_DEFAULT_ADD)&0x2FF80000)==0x20000000) { HAL_GPIO_WritePin(GPIOG,LD4_Pin,GPIO_PIN_SET);//Fordebug /*Jumptouserapplication*/ JumpAddress=*(__IOuint32_t*)(USBD_DFU_APP_DEFAULT_ADD+4); JumpToApplication=(pFunction)JumpAddress; /*Resetofallperipherals*/ HAL_DeInit(); /*Setinterruptvectortoappcode*/ SCB->VTOR=USBD_DFU_APP_DEFAULT_ADD; /*Initializeuserapplication'sStackPointer*/ __set_MSP(*(__IOuint32_t*)USBD_DFU_APP_DEFAULT_ADD); JumpToApplication(); } } MX_USB_DEVICE_Init(); while(1) { } }
编译程序下载进入单片机
使用DfuSe
从ST官网DfuSe的程序安装包,并安装。然后我们按下之前写的触发按键并复位单片机,让单片机初始 USB DFU 功能,这时如果你插着单片机的USB线,系统应该已经识别了。如果没有右键更新驱动程序,手动指定驱动搜索路径在DfuSe安装目录下的 BinDriver 内。如果直接无法识别USB设备,建议在CubeMx配置完工程后就编译下载测试一下,看看是不是你在移植过程中哪里写错了。
然后我们需要生成一个地址设定在0x0800_c000后的测试程序,就先编写一个 Blink LED 的程序吧,生成bin、hex或S19文件。然后我们打开DfuSe软件的Dfu file manager来生成DFU软件用的.dfu格式的文件。选择第一项,第二个是用来将.dfu反向变换回来的。大概的操作已经标在图片上了,操作比较简单就不做详细介绍了,记得把Address的地址改到偏移后的地址上否则下载会出错,其他参数可以不用修改。
然后我们打开DfuSe程序,在Upgrade中选择生成好的blink.dfu文件,勾选校验功能,下载程序。成功后复位单片机,LED开始闪烁,移植成功。
更多
仔细区看看DfuSe的安装目录,里面有DFU的资料文档,还有DFU的工程源代码,可以用来改写自己需要的DFU升级程序。
审核编辑:郭婷
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原文标题:STM32高级开发——使用DFU方案
文章出处:【微信号:威廉希尔官方网站 让梦想更伟大,微信公众号:威廉希尔官方网站 让梦想更伟大】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。
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