STM32F103/429串口IAP+Ymodem升級

起因：

串口IAP升級在正點原子的常式中有講解，正點原子的方法是：在RAM中開闢一個120K的數據空間，用來存放bin文件，bin文件通過串口一次性發送到單片機，然後再實現程式的跳轉。但是這種方法在實際項目中並不實用，因為沒用文件校驗，不能保證bin文件的完整性，如果貿然跳轉，將會是設備陷入到永遠無法正常工作的狀態，除非返廠，重新燒寫程式；

因為項目需要，但是又不想自己寫上位機（偷懶），因此就是用成熟軟體自帶Ymodem協議進行數據傳輸。

Ymodem協議簡介：

 參考：https://blog.csdn.net/qingzhuyuxian/article/details/80769163

Xmodem、Ymodem和Zmodem協議是最常用的三種通信協議。

1. Xmodem協議是最早的，傳輸128位元組信息塊。
2. Ymodem是Xmodem的改進版協議，具有傳輸快速穩定的優點。它可以一次傳輸1024位元組的信息塊，同時還支持傳輸多個文件。
3. 平常所說的Ymodem協議是指的Ymodem-1K，除此還有Ymodem-g（沒有CRC校驗，不常用）。
4. YModem-1K用1024位元組信息塊傳輸取代標準的128位元組傳輸，數據的發送回使用CRC校驗，保證數據傳輸的正確性。它每傳輸一個信息塊數據時，就會等待接收端回應ACK信號，接收到回

起始幀的數據格式

1.起始幀的數據格式

YModem的起始幀並不直接傳輸文件的數據，而是將文件名與文件的大小放在數據幀中傳輸，它的幀長=3位元組數據首部+128位元組數據+2位元組CRC16校驗碼=33位元組。它的數據結構如下：

SOH 00 FF  filename  filezise NUL  CRCH CRCL

其中SOH=0x01，表示這個數據幀中包含著128個位元組的數據（STX表示1024位元組，初始幀只有128個），00表示數據幀序號，初始是0，依次向下排，FF是幀序號的取反，filename是要傳輸的文件名，如USTB_V3_1.0.1.26_NMEA.Bin，它在數據幀中的格式為：55 53 54 42 5F 56 33 5F 31 2E 30 2E 31 2E 32 36 5F 4E 4D 45 41 2E 42 69 6E 00，也就是把ASCII碼轉成十六進位，但是最後一定要在文件名後加上00，表示文件名的結束；filesize表示文件的大小，如上面的USTB_V3_1.0.1.26_NMEA.Bin大小是132KB，也就是135168Byte，轉換成十六進位就是0x21000，它在數據幀中的格式就是32 31 30 30 30 00，也就是ASCII的“21000”，同樣最後要加上00表示結束，NUL就是數據部分的128位元組中除去文件名和文件大小占據的剩下的位元組都用00填充，CRCH和CRCL分別表示16位CRC校驗碼的高8位與低8位。

2.數據幀的數據格式

YModem的數據幀中會預留1024位元組空間用來傳輸文件數據，它跟起始幀接收差不多，如下：

       STX 01 FEdata[1024] CRCH CRCL

其中STX=0x02，表示這幀數據幀後麵包含著1024位元組的數據部分；01是表示幀序號，FE是它的取反，再下一幀數據就是02 FD，以此類推；data[1024]表示存放著1024位元組的文件數據；CRCH與CRCL是CRC16檢驗碼的高8位與低8位。

如果文件數據的最後剩餘的數據在128~1024之前，則還是使用STX的1024位元組傳輸，但是剩餘空間全部用0x1A填充，如下結構：

STX 01 FE data[1024] 1A 1A……… CRCH CRCL

有一種特殊的情況：如果文件大小小於等於128位元組或者文件數據最後剩餘的數據小於128位元組，則YModem會選擇SOH數據幀用128位元組來傳輸數據，如果數據不滿128位元組，剩餘的數據用0x1A填充這是數據幀的結構就變成了：

文件大小小於128位元組：               SOH 01 FE data[ ] 1A ...1A CRCH CRCL  

文件最後剩餘數據小於128位元組：  SOH 01 FE data[ ] 1A...1A CRCH CRCL

3.結束幀數據結構

4.文件傳輸過程

文件的傳輸過程，以具體的例子說明。把foo.c，大小為4196Byte（16進位為0x1064）的文件作為傳輸的對象，則它的傳輸過程如下：

<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<        C

SOH 00 FF "foo.c" "1064'' NUL[118] CRC CRC >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<        ACK

<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<        C

STX 01 FE data[1024] CRC CRC>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> >>>>>>>>  

<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<        ACK

STX 02 FD data[1024] CRC CRC>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<        ACK

STX 03 FC data[1024] CRC CRC>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<        ACK

STX 04 FB data[1024] CRC CRC>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<        ACK

SOH 05 FA data[100]  1A[28] CRC CRC>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<        ACK

EOT >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<        NAK

EOT>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<        ACK

<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<        C

SOH 00 FF NUL[128] CRC CRC >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<        ACK

YModem的傳輸過程就是上面所示。但是上面傳輸過程中存在許多通信信號，它們的數值與意義如下表所示：

1. EOT信號由發送端發送
2. CA中止傳輸信號也有發送端發送
3. C的含義在英文的數據手冊上的意思有點難以理解，我個人理解成請求數據包，如開始傳輸的發送C請求起始幀數據，然後再發送C請求文件數據幀，最後有發送一次C請求結束幀！

5.CRC的計算

環境：

單片機：正點原子STM32F103ZET6開發板、正點原子STM32F429IGT6開發板

工具：STM32CubeMX 5.1；  Pack：stm32cube_fw_f4_v1240、STM32Cube_FW_F1_V1.7.0； SecureCRT 8.5.3

IDE：Keil_MDK 5.26.2

項目搭建（F429）：

使用cubemax 配置 CRC、USART2、LED1；

BootLoader的IAP文件移植：

在STM32Cube_FW_F4_V1.24.0\Projects\STM324x9I_EVAL\Applications\IAP\IAP_Main\Src目錄中，將ymodem.c、menu.c、flash_if.c、common.c 及相關頭文件一直到項目中。

修改main.c文件

• if (1)
    { 
      /* Execute the IAP driver in order to reprogram the Flash */
      FLASH_If_Init();
      /* Display main menu */
      Main_Menu ();
    }
    /* Keep the user application running */
    else
    {
      /* Test if user code is programmed starting from address "APPLICATION_ADDRESS" */
      if (((*(__IO uint32_t*)APPLICATION_ADDRESS) & 0x2FFE0000 ) == 0x20000000)
      {
        /* Jump to user application */
        JumpAddress = *(__IO uint32_t*) (APPLICATION_ADDRESS + 4);
        JumpToApplication = (pFunction) JumpAddress;
        /* Initialize user application's Stack Pointer */
        __set_MSP(*(__IO uint32_t*) APPLICATION_ADDRESS);
        JumpToApplication();
      }
    }
    /* USER CODE END 2 */
  
    /* Infinite loop */
    /* USER CODE BEGIN WHILE */
    while (1)
    {
  
      /* USER CODE END WHILE */
  
      /* USER CODE BEGIN 3 */
    }

  更改項目中的所有串口句柄：

• UART_HandleTypeDef huart2;

更改bin文件下載地址：在flash_if.h中將下載地址改為：0x08010000 

• #define APPLICATION_ADDRESS   (uint32_t)0x08010000 

APP文件修改

1、更改下載地址和文件大小，APP的起始地址 = BootLoader起始地址 + BootLoader的文件大小

2、更改中斷向量偏移地址（system_stm32f4xx.c），中斷向量偏移地址 = APP的起始地址

實驗驗證：

開機界面如下圖所示：

輸入數字1（界面不會回顯數字），提示下載程式，如果長時間未下載，則會列印‘C’，這是因為Ymodem協議，在等待接收數據；

將文件以Ymodem協議發送成功後，會顯示文件名、文件大小等提示信息，並且重新進入到Main Menu 菜單界面

輸入數字 3 後，提示程式開始運行

stm32f103源碼鏈接：https://download.csdn.net/download/fanrwx/11092371

stm32f429源碼鏈接：https://download.csdn.net/download/fanrwx/11092205