STM32串口升级程序及ISP、IAP程序源码与上位机源码—

STM32串口升级程序：从ISP、IAP到上位机的实践之旅

在嵌入式开发领域，STM32系列单片机凭借其强大的性能和丰富的资源，被广泛应用于各种项目中。而串口升级程序作为一种便捷的程序更新方式，在产品的维护和功能迭代过程中扮演着重要角色。今天，就来分享一下公司在实际项目中运用的STM32串口升级程序，涵盖ISP和IAP程序源码以及上位机源码。

ISP（In-System Programming）程序

ISP即在线系统编程，它允许我们在单片机运行的系统中对其进行程序烧录。STM32芯片通常都支持ISP功能，这为我们在硬件设计完成后，方便地更新程序提供了可能。

ISP代码示例（以标准库为例）

#include "stm32f10x.h"

void USART_Configuration(void) {
    USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    // 使能GPIOA和USART1时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);

    // 配置PA9（TX）为复用推挽输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    // 配置PA10（RX）为浮空输入
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    // 配置USART1
    USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;
    USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
    USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
    USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
    USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
    USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
    USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);

    // 使能USART1
    USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}

ISP代码分析

这段代码主要完成了USART1串口的初始化配置。首先，我们使能了GPIOA和USART1的时钟，因为要使用PA9（TX）和PA10（RX）引脚，所以要开启GPIOA的时钟，同时串口功能需要USART1时钟。接着，配置PA9为复用推挽输出，用于发送数据，PA10为浮空输入，用于接收数据。最后，对USART1进行详细配置，设置波特率为115200，8位数据位，1位停止位，无校验位，无硬件流控制，并使能收发模式。完成配置后，使能USART1，串口就可以正常工作啦。

IAP（In-Application Programming）程序

IAP即应用编程，它允许用户在运行的应用程序中更新自身的代码。这在产品已经部署后，需要通过无线或串口等方式更新程序时非常有用。

IAP代码示例（以标准库为例）

#include "stm32f10x.h"

#define APPLICATION_ADDRESS 0x08005000

typedef void (*iapFunction)(void);

void IAP(void) {
    iapFunction jumpToApp;
    uint32_t appStack;

    // 检查应用程序是否有效（例如检查复位向量是否合法）
    if (*(__IO uint32_t*)APPLICATION_ADDRESS!= 0xFFFFFFFF) {
        appStack = *(__IO uint32_t*)APPLICATION_ADDRESS;
        jumpToApp = (iapFunction)(*(__IO uint32_t*)(APPLICATION_ADDRESS + 4));

        // 设置主堆栈指针
        __set_MSP(appStack);

        // 跳转到应用程序
        jumpToApp();
    }
}

IAP代码分析

这段IAP代码的核心功能是实现从IAP程序跳转到应用程序。首先定义了应用程序的起始地址APPLICATION_ADDRESS，这里假设应用程序从0x08005000地址开始。然后定义了一个函数指针iapFunction，用于指向应用程序的复位向量。在IAP函数中，先检查应用程序起始地址处的数据是否为0xFFFFFFFF（如果是0xFFFFFFFF，可能表示应用程序未烧录或损坏）。如果应用程序有效，获取应用程序的堆栈指针和复位向量地址，设置主堆栈指针，最后通过函数指针跳转到应用程序，实现IAP启动应用程序的过程。

上位机源码

上位机通常用于与STM32进行通信，发送升级程序数据等。这里以基于Python和PySerial库的简单上位机为例。

import serial
import time

ser = serial.Serial('COM3', 115200, timeout=1)

def send_file(file_path):
    with open(file_path, 'rb') as f:
        data = f.read()
        ser.write(data)
        print("Data sent successfully.")

if __name__ == "__main__":
    send_file('update.bin')
    time.sleep(2)
    ser.close()

上位机代码分析

这段Python代码利用PySerial库实现了与STM32串口通信，并发送升级文件。首先，通过serial.Serial初始化串口连接，设置串口号为COM3（需根据实际情况修改），波特率为115200，超时时间为1秒。send_file函数用于读取指定路径的升级文件（这里假设为update.bin），并通过串口将文件数据发送出去。在if __name__ == "__main__":代码块中，调用send_file函数发送文件，等待2秒确保数据发送完成后，关闭串口连接。

通过上述的ISP、IAP程序以及上位机代码，我们就构建了一个完整的STM32串口升级系统。在实际项目中，可根据具体需求对代码进行优化和扩展，希望这些内容能对大家在STM32串口升级开发中有所帮助。