调试笔记-stm32的OTA/IAP 通过485升级固件

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了调试笔记-stm32的OTA/IAP 通过485升级固件。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

背景:最近需要在stm32上实现通过rs485升级固件功能。经过几天搜索和调试,实现了功能。

目标:使用cubeIDE实现stm32F407VGT6,通过RS485升级固件

调试记录:

步骤1. 在keil环境下的rs485升级固件(含源码):STM32 OTA应用开发——通过串口/RS485实现OTA升级(方式2)_stm32串口升级_柒壹漆的博客-CSDN博客步骤2:讲keil工程移植到cubeIDE:

Keil工程迁移至STM32CubeIDE,Keil转cubeide,超详细图文教程_stm32cubeide导入keil_大家伙好的博客-CSDN博客

步骤3:在cubeIDE中,更改app工程烧录地址:

STM32CubeIDE设置Flash烧录地址和大小(告别Keil魔术棒)_stm32cubeide怎么烧录_0.零点开发的博客-CSDN博客

此步骤需要做出的改动如下,FLASH_BASE无需更改:

改动1:配置flash和ram,在STM32F407VGTX_FLASH.ld

MEMORY
{
  CCMRAM    (xrw)    : ORIGIN = 0x10000000,   LENGTH = 64K
  RAM    (xrw)    : ORIGIN = 0x20000000,   LENGTH = 100K
  FLASH    (rx)    : ORIGIN = 0x8008000,   LENGTH = 992K

改动2:配置中断向量, 在Core/Src/system_stm32f4xx.c

#define USER_VECT_TAB_ADDRESS
#if defined(USER_VECT_TAB_ADDRESS)
/*!< Uncomment the following line if you need to relocate your vector Table
     in Sram else user remap will be done in Flash. */
/* #define VECT_TAB_SRAM */
#if defined(VECT_TAB_SRAM)
#define VECT_TAB_BASE_ADDRESS   SRAM_BASE       /*!< Vector Table base address field.
                                                     This value must be a multiple of 0x200. */
#define VECT_TAB_OFFSET         0x00000000U     /*!< Vector Table base offset field.
                                                     This value must be a multiple of 0x200. */
#else
#define VECT_TAB_BASE_ADDRESS   FLASH_BASE      /*!< Vector Table base address field.
                                                     This value must be a multiple of 0x200. */
#define VECT_TAB_OFFSET         0x00008000U     /*!< Vector Table base offset field.
                                                     This value must be a multiple of 0x200. */
#endif /* VECT_TAB_SRAM */
#endif /* USER_VECT_TAB_ADDRESS */

步骤4:xshell免费版本下载

xshell7个人免费版官方下载,无需破解,免激活_xshell免费版_Java升级之路的博客-CSDN博客

经过上面几个个步骤,即可将工程建立起来,下面是我调试过程中遇到的问题,解决办法:

问题1:栈顶地址不合规,导致报错

stm32 BootLoader之检查栈顶地址是否合法_eric_pyt@qq.com的博客-CSDN博客

栈顶地址科普见上面,具体解决办法为:将RAM地址大小调小些

调试笔记-stm32的OTA/IAP 通过485升级固件

问题2:跳转后中断有问题

需要在跳转时候关闭中断,这个问题我没遇见,暂时记录下。

uint8_t jump_app(uint32_t app_addr) 
{
    uint32_t jump_addr;
    jump_callback cb;
    __set_PRIMASK(1);
    if (((*(__IO uint32_t*)app_addr) & 0x2FFE0000 ) == 0x20000000) {
        __ASM("CPSID I");
        jump_addr = *(__IO uint32_t*) (app_addr + 4);  
        cb = (jump_callback)jump_addr;
        __set_MSP(*(__IO uint32_t*)app_addr);  
        cb();
        return 1;
    } 
    return 0;
}

 问题3:跳转后,程序不运行,卡死

现象1:完全不运行

确认app烧录地址和跳转地址一致,或者程序烧录没问题。

调试方法,可以用仿真器debug查看memory内容,确认目标地址下内容正确

现象2:卡死在delay函数中:

STM32的IAP跳转到APP后卡死在HAL_Delay()延时函数问题分析与解决_ge2ming的博客-CSDN博客

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();
  __ASM("CPSIE  I");   //
  __set_FAULTMASK(0);  //

现象3:卡死在SystemClock_Config()

STM32实战项目:HAL_RCC_OscConfig中程序卡死问题解决办法_觉皇嵌入式的博客-CSDN博客

void SystemClock_Config(void)
{
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};

  /** Configure the main internal regulator output voltage
  */
  __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();
  __HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1);

  /** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters
  * in the RCC_OscInitTypeDef structure.
  */
  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK;
    RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_HSI;
    if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_5) != HAL_OK)
    {
      Error_Handler();
    }

  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 4;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 72;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV2;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = 4;
  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }

  /** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
  */
  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
                              |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }

  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;
      RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_OFF;
      RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_NONE;
      if(HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
      {
        Error_Handler();
      }

}

问题4:卡死在 MX_TIM3_Init();

因为bootloader程序使用了tim3,并且app中也用到了tim3,在app程序运行至tim3初始化时候,必然卡死,直接下载app无问题,由于无法debug断点调试,调试半天,更改各种配置,都无法解决这个问题。顾选择先搁置,在bootloader中使用了一个不用的定时器tim7,暂时解决。

问题5:IAP升级固件卡死

之前全是通过仿真器下载调试,最后开始尝试使用IAP下载调试,发现:

1. APP程序A,仿真器下载后,能通过bootloader成功跳转。

2. APP程序A,在仿真器下载后,在通过IAP下载,也能成功跳转。

3. 通过IAP,先下载APP程序B,再下载APP程序A,无法成功跳转,通过网上的各种解决办法均无法解决。

4. 在keil环境下生成的bin文件,IAP,先下载B,再下载A,能成功跳转。

5. 把Keil环境下的A工程,移植到cubeIDE,重新生成bin文件,效果同1,2,3

调试过程中有如下发现:

1. cube仿真器下载和IAP下载对比,memory的头部相同,但是IAP下载占用存储大一些。

2. 方法2和方法3对比,memory头部相同,尾部相同一个能跳转,一个不能跳转

3. 同样的led闪烁工程,只改变延时参数后,方法3也不能跳转

4. 同样工程,keil的生成的bin,4kB,cubeIDE生成的bin,30kB

目前现象指向cubeIDE生成的bin有问题,解决办法暂时未知

--------------------------------------------------------------------一条美丽的分割线---------------------------------------------------------------------------------------------------------

中间忙别的,没搞,今天继续调试。

在浮现问题5时候,发现一个现象,通过调试工具,擦除8008000往后程序之后,在下载之前有问题的,cubeIDE生成的bin文件,发现能成功运行,因此,可以将问题再次定位到bootloader程序的擦写功能有问题。

尝试以jlink中断擦除程序后的烧录功能,观察bootloader程序的擦除结果,发现,只擦除了8008000所在的一个FLASH块。

调试笔记-stm32的OTA/IAP 通过485升级固件

调试笔记-stm32的OTA/IAP 通过485升级固件

如上,只有Sector 2被擦除,如此问题得到确认。

调试笔记-stm32的OTA/IAP 通过485升级固件

查看擦除对应代码,有明显的逻辑问题。

调试笔记-stm32的OTA/IAP 通过485升级固件

更新为如上代码后,随便烧录程序,不在存在问题。

 在想办法,把elf转bin时候,发现一些小工具,记录下:

https://www.cnblogs.com/zfyouxi/p/5272672.html




通过上面的步骤,已经可以实现,用xshell通过485给stm32更新固件,接下来需要想办法在unbuntu上实现xhell功能,毕竟xshell没有linux版本。

博主这里选择的是Python脚本方式。

Ymodem的协议详解,参考下文:

Ymodem 协议详解_圆月山庄的博客-CSDN博客

Python源码,参考下文:

Python通过Ymodem协议传输文件_python zmodem_呀儿呦丶的博客-CSDN博客

问题1:下载不成功

表现为使用xshell能下载成功,且正常运行。但是用链接对应的Python代码,无法下载成功。于是乎研究Ymodem的通讯流程,同步调试bootloader代码和Python代码。

调试笔记-stm32的OTA/IAP 通过485升级固件

标准的Ymodem通讯流程如上图,但是通过观察调试,发现Python代码缺少一次EOT-->NAK流程,于是修改相关代码。

在bootloader代码中,注释掉0x0D和0x0A这两个字符的发送,因为和Python不符合,且协议中也没这两个字符。

void ymodem_ack(void) 
{
    uint8_t buf[3];
    buf[0] = YMODEM_ACK;
//    buf[1] = 0x0D;
//    buf[2] = 0x0A;
    RS485_Send_Data(buf, 1);
}

void ymodem_nack(void) 
{
    uint8_t buf[3];
    buf[0] = YMODEM_NAK;
//    buf[1] = 0x0D;
//    buf[2] = 0x0A;
    RS485_Send_Data(buf, 1);
}

void ymodem_c(void) 
{
    uint8_t buf[3];
    buf[0] = YMODEM_C;
//    buf[1] = 0x0D;
//    buf[2] = 0x0A;
    RS485_Send_Data(buf, 1);
}

在Python代码中,增加EOT-->NAK流程:

self.ser.write(self.EOT)
print('send EOT1')
is_ack = self.ser.read(1)
if is_ack == self.NAK:
    print('rev nak')
    # return True

self.ser.write(self.EOT)
print('send EOT2')
is_ack = self.ser.read(1)
if is_ack == self.ACK:
    print('rev nak')
    # return True
print('send file data end')

通过上面改动,即可实现Python脚本通过RS485给stm32更新固件。

问题2:跳转后,程序不运行

后续,尝试把bootloader触发代码,增加到app程序中。想做到不止上电瞬间才能触发bootloader,任何时候都能触发升级。实现的基本逻辑,就是在app中,485监控串口,侦测到特殊字符串,就跳转到bootloader代码中,实现升级。

实测时候发现,因为bootloader代码和app代码都用到了485,导致跳转后,485不能运行,和之前的TIM情况类似。

经过调试,发现可以用如下方法统一解决这些问题,即在初始化代码前,增加Deinit()代码,重启所有外设。

在cubeIDE中,可以使用如下函数HAL_DeInit(),这个函数内容如下,其功能为将所有外设重启:

HAL_StatusTypeDef HAL_DeInit(void)
{
  /* Reset of all peripherals */
  __HAL_RCC_APB1_FORCE_RESET();
  __HAL_RCC_APB1_RELEASE_RESET();

  __HAL_RCC_APB2_FORCE_RESET();
  __HAL_RCC_APB2_RELEASE_RESET();

  __HAL_RCC_AHB1_FORCE_RESET();
  __HAL_RCC_AHB1_RELEASE_RESET();

  __HAL_RCC_AHB2_FORCE_RESET();
  __HAL_RCC_AHB2_RELEASE_RESET();

  __HAL_RCC_AHB3_FORCE_RESET();
  __HAL_RCC_AHB3_RELEASE_RESET();

  /* De-Init the low level hardware */
  HAL_MspDeInit();
    
  /* Return function status */
  return HAL_OK;
}

在bootloader中,其内部为RCC_APB2PeriphResetCmd()函数,通过观察其参数:

#define RCC_APB2Periph_TIM1              ((uint32_t)0x00000001)
#define RCC_APB2Periph_TIM8              ((uint32_t)0x00000002)
#define RCC_APB2Periph_USART1            ((uint32_t)0x00000010)
#define RCC_APB2Periph_USART6            ((uint32_t)0x00000020)
#define RCC_APB2Periph_ADC               ((uint32_t)0x00000100)
#define RCC_APB2Periph_ADC1              ((uint32_t)0x00000100)
#define RCC_APB2Periph_ADC2              ((uint32_t)0x00000200)
#define RCC_APB2Periph_ADC3              ((uint32_t)0x00000400)
#define RCC_APB2Periph_SDIO              ((uint32_t)0x00000800)
#define RCC_APB2Periph_SPI1              ((uint32_t)0x00001000)
#define RCC_APB2Periph_SPI4              ((uint32_t)0x00002000)
#define RCC_APB2Periph_SYSCFG            ((uint32_t)0x00004000)
#define RCC_APB2Periph_TIM9              ((uint32_t)0x00010000)
#define RCC_APB2Periph_TIM10             ((uint32_t)0x00020000)
#define RCC_APB2Periph_TIM11             ((uint32_t)0x00040000)
#define RCC_APB2Periph_SPI5              ((uint32_t)0x00100000)
#define RCC_APB2Periph_SPI6              ((uint32_t)0x00200000)
#define RCC_APB2Periph_SAI1              ((uint32_t)0x00400000)
#define RCC_APB2Periph_LTDC              ((uint32_t)0x04000000)

 如上,我们可以增加如下参数,来实现将所有外设重启:

#define RCC_Periph_ALL              ((uint32_t)0xFFFFFFFF)

  添加如下函数实现重启:

void DeInit_All(void)
{
    RCC_APB1PeriphResetCmd(RCC_Periph_ALL,ENABLE);
    RCC_APB1PeriphResetCmd(RCC_Periph_ALL,DISABLE);
    RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_Periph_ALL,ENABLE);
    RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_Periph_ALL,DISABLE);

    RCC_AHB1PeriphResetCmd(RCC_Periph_ALL,ENABLE);
    RCC_AHB1PeriphResetCmd(RCC_Periph_ALL,DISABLE);
    RCC_AHB2PeriphResetCmd(RCC_Periph_ALL,ENABLE);
    RCC_AHB2PeriphResetCmd(RCC_Periph_ALL,DISABLE);
    RCC_AHB3PeriphResetCmd(RCC_Periph_ALL,ENABLE);
    RCC_AHB3PeriphResetCmd(RCC_Periph_ALL,DISABLE);
}

如上,在bootloader和app的函数初始化前,将所有外设全部重启一次,即可实现因为外设资源冲突导致的错误。 

问题3:使用操作系统后,出现跳转到bootloader时钟配置异常

需要在app跳转前,deInit一下时钟配置

uint8_t jump_app(uint32_t app_addr)
{
    uint32_t jump_addr;
    jump_callback cb;

    HAL_RCC_DeInit();
//    __set_PRIMASK(1);
    if (((*(__IO uint32_t*)app_addr) & 0x2FFE0000 ) == 0x20000000) {//app_addr
//         __ASM("CPSID I");
        jump_addr = *(__IO uint32_t*) (app_addr + 4);
        cb = (jump_callback)jump_addr;

        __set_MSP(*(__IO uint32_t*)app_addr);
        cb();
        return 1;
    }
    return 0;
}

问题4:使用操作系统后,跳转后程序卡死,或无响应

前面都是在app通过跳转指令到bootloader升级,因为app使用外设,中断,dma较多,状态总是不确定,跳转后bug角度。

后面意识到,跳转到bootloader还有一个终极解决方案,即重启,重启后一切重来,再去触发烧录固件,看起来是个完美的解决办法。

系统重启的话,可以在需要重启的位置,增加如下代码:

        __set_FAULTMASK(1);
        NVIC_SystemReset();文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-501101.html

到了这里,关于调试笔记-stm32的OTA/IAP 通过485升级固件的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

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