聊聊STM32芯片的DFU編程及相關話題

designapp

相當部分的 STM32芯片都帶USB模塊,有時我們會考慮利用STM32芯片的USB模塊進行程序代碼的下載或升級。USB協議中有專門針對設備固件升級的類協議，即可以通過DFU類協議進行產品固件的加載或更新。

關于STM32產品的DFU程序下載和升級，ST官方有相關的資料文檔。可以去www.stmcu.com.cn 或者去www.st.com 搜索DFUse下載相關資料。

有個用戶手冊UM0412詳細介紹了如何利用ST官方軟件工具DfuSe進行相關編程操作。順便提醒下，下載DfuSe安裝包解壓運行DfuSe_Demo_Vxx_Setup.exe之后，還不算安裝完成，還得安裝針對DfuSe的WINDOWS環境下的驅動程序。如果你運行DfuSe_Demo_Vxx_Setup.exe時使用默認路徑的話，該驅動程序的位置一般就在下圖方框所指的路徑，選擇合適.INI文件。





當你見到設備驅動程序成功安裝的提示時，PC端的安裝才算完成。至于DFU文件的準備操作這里就不再贅述，手冊講得很清晰。





這里要額外提醒的是，利用DFU方式對STM32 程序代碼加載或更新有兩種模式，即ISP模式和IAP模式。

所謂ISP模式就是指MCU芯片出廠時內部已集成了DFU相關自舉驅動代碼，利用它并借助USB接口即可將用戶應用程序下載進芯片。不妨以STM32F4xx 為例來介紹，下圖是STM32F4xx自舉模式配置及內部系統存儲器的描述。





可以看出，STM32F4XX系列芯片的系統存儲器內集成了相關DFU驅動，支持ISP模式下的DFU方式進行用戶代碼加載或升級。此時，BOOT配載在system memory模式，你只需準備好相關的用戶程序代碼，借助上面的DfuSe工具即可完成用戶程序的下載。之后，將BOOT配置為用戶模式，即main flash memory模式。

當然，并不是所有帶USB模塊的STM32 芯片內都集成了相關DFU自舉驅動，或者說即使集成了但你并不想使用它。那你就可以換個模式，即IAP模式。自行編寫DFU相關自舉驅動程序，然后通過調試設備下載到芯片里，之后通過該DFU驅動并借助DfuSe工具完成用戶程序的更新或下載。此時boot配置是用戶模式，即main flash memory模式。這點跟上面的ISP模式不一樣的。

對于各STM32系列IAP的參考代碼，在ST官方網站都有，基本可以拿過來就用。需要修改的地方主要是觸發源，比方按鍵，再就是要跳轉的用戶程序起始地址，以及編譯時相關內存地址的調整。

為了比較，我們順便看看STM32F1系列系統 內部存儲區自舉程序的介紹：

很明顯，對于STM32F1系列，只有互聯型子系列[STM32 F105/STM32F107]支持通過DFU方式實現ISP編程。而其它STM32F1芯片即使帶USB模塊，若想利用DFU方式編程就只能自行編寫DFU自舉驅動，通過IAP模式實現用戶程序的下載或升級。

幾年前在這個地方，我就被折騰了一次。我首先是拿ST官方的評估板STM3210C EVAL用ISP方式測試DFU功能，沒問題，一路暢通。后來某客戶借了塊STM32F1的評估板[當時我以為也是STM3210C EVAL]，他使用ISP方式測試這個DFU功能，奇怪得很，怎么也不成功。我跟他回復確認說這個功能測試過肯定沒問題。后來反復溝通，發現他拿的那塊評估板是STM3210E EVAL，主芯片是STM32F103ZE，而我之前測試的評估板的主芯片是STM32F107VC，后者是F1系列中的互聯型，前者則不是。只怪當時手冊看得不細，加上這兩種評估板長相也很雷同。

其實，利用USB接口來加載程序跟利用UART接口加載程序的流程是類似的，只是接口、協議有差異而已。實現方式可以是ISP，也可以是IAP。具體實現方式要結合芯片內部集成的相關自舉驅動和實際應用需求來考慮。

最后提醒下，在對STM32F1/F2/F3/F4/F0幾個系列的芯片作IAP應用時，F0系列跟其它系列不一樣，它沒有中斷矢量定義寄存器SCB_VTOR，所以在相應的用戶APP代碼開始處要先做SYSCFG外設時鐘的使能開啟和中斷矢量的拷貝操作。相關參考代碼如下：

int main(void)

{

uint32_t i = 0;

/* Relocate by softwarethe vector table to the internal SRAM at 0x20000000 ***/

/* Copy the vector table from the Flash(mapped at the base of the application

loadaddress APPLICATION_ADDRESS) to the base address of the SRAM at 0x20000000. */

for(i = 0; i < 48; i++)

{

VectorTable[ i] = *(__IOuint32_t*)(APPLICATION_ADDRESS + (i<<2));

}

/* Enable the SYSCFG peripheral clock*/

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SYSCFG, ENABLE);

/* Remap SRAM at 0x00000000 */

SYSCFG_MemoryRemapConfig(SYSCFG_MemoryRemap_SRAM);

/****************下面書寫你的應用代碼 **********************/

其它操作跟其它幾個系列一樣，該怎么操作怎么操作。