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什么是 DFU

DFU全稱為Device Firmware update，是ST官方推出的一個通過USB 接口進行IAP升級的方案，同串口ISP一樣，他們都集成在了芯片內部的Bootloader區(qū)段，可以通過配置boot引腳來啟動。（具體可參照ST文檔：AN2606）。不過內置DFU的芯片大部分型號都比較新，如果你用的型號沒有內置DFU程序，沒關系我們也可以通過CubeMX來快速生成和移植一個DFU功能程序到你的Flash中來使用。

DFU方案完整的組件包括單片機DFU Demo代碼、PC端升級程序、PC端Demo代碼以及相關資料手冊等。通過使用DFU方案，我們可以快速的集成升級功能到開發(fā)的產品中，同時還能夠快速的開發(fā)與之配套的升級程序。

使用CubeMX生成初始工程

由于官方提供的DFU例程并不多，我們很難找到現(xiàn)成的可已使用DFU程序，但是通過CubeMX我們可以很快速的配置和生成DFU的Bootloader，下面我們正式開始。

新建CubeMX工程

首先選定好IC的型號，進入配置界面，由于只是Bootloader代碼所以這里我們只需要配置USB功能和一個做Bootloader觸發(fā)的引腳就可，其余的時鐘等部分一切按照正常方式配置。

設置USB引腳功能

設定USB模式為Device（HS還是FS并不影響DFU的功能，按照應用選擇就可）。

開啟DFU組件

在MiddleWares中加入USB DFU組件

設置DFU參數(shù)

開啟DFU組件后，CubeMX的程序設置窗口的MiddleWares中就會出現(xiàn)DFU程序設置按鈕。

點開它將APP加載的地址改為0x0800_c000，這個加載地址根據(jù)你實際的應用設置，目前我們選擇讓flash的前三個sector為Bootloader的區(qū)域。

第二個全是字段的參數(shù)是用來在DFU連接升級軟件式傳輸給軟件用來獲取Flash結構字符串數(shù)據(jù)，很好理解這個小協(xié)議的內容，點擊設置后，下方的CubeMX的參數(shù)說明也寫的很清晰，這里就不多說了。當然這些參數(shù)也在工程生成后在 usbd_conf.h 和 usbd_dfu_if.c 文件中修改。

最后的設置

最后我們添加一個外部的按鍵作為觸發(fā)單片機啟動時進入DFU的方式，按鍵按下后就啟動DFU模式，否則直接加載后方APP程序，這里選用PA0引腳，給它設置個User Label 就叫 USER_BTN_GPIO_Port。

修改補全工程

實現(xiàn) DFU 功能代碼

打開 src 目錄下的 usbd_dfu_if.c 文件補全其中的功能代碼

Flash 解鎖

uint16_tMEM_If_Init_HS(void)
{
HAL_FLASH_Unlock();
return(USBD_OK);
}

Flash 上鎖

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_0))
{
sector=FLASH_SECTOR_0;
}

......

}
elseif((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 寫入

uint16_tMEM_If_Write_HS(uint8_t*src,uint8_t*dest,uint32_tLen)
{
uint32_ti=0;

for(i=0;i4)
{
/*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 讀取

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/*ReturnavalidaddresstoavoidHardFault*/
return(uint8_t*)(dest);
}

獲取 Flash 擦寫時間參數(shù)

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 文件添加的宏定義

/*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文件前添加幾個用于加載APP程序的變量和函數(shù)定義

typedefvoid(*pFunction)(void);

pFunctionJumpToApplication;
uint32_tJumpAddress;1234

然后再 main 函數(shù)中加入外部按鍵的判斷、APP程序加載以及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)
{
}
}

編譯程序下載進入單片機

使用DfuSe

從ST官網DfuSe的程序安裝包，并安裝。然后我們按下之前寫的觸發(fā)按鍵并復位單片機，讓單片機初始 USB DFU 功能，這時如果你插著單片機的USB線，系統(tǒng)應該已經識別了。如果沒有右鍵更新驅動程序，手動指定驅動搜索路徑在DfuSe安裝目錄下的 BinDriver 內。如果直接無法識別USB設備，建議在CubeMx配置完工程后就編譯下載測試一下，看看是不是你在移植過程中哪里寫錯了。

然后我們需要生成一個地址設定在0x0800_c000后的測試程序，就先編寫一個 Blink LED 的程序吧，生成bin、hex或S19文件。然后我們打開DfuSe軟件的Dfu file manager來生成DFU軟件用的.dfu格式的文件。選擇第一項，第二個是用來將.dfu反向變換回來的。大概的操作已經標在圖片上了，操作比較簡單就不做詳細介紹了，記得把Address的地址改到偏移后的地址上否則下載會出錯，其他參數(shù)可以不用修改。