目錄

• 簡介
• 啟動方式
• • Boot0=0，Boot1=x
  • Boot0=1，Boot1=0
  • Boot0=1，Boot1=1
• 燒錄方式
• • ICP
  • ISP
  • IAP
  • • IAP的作用
    • IAP與ICP、ISP的運行差別
    • IAP的Bootloader程序?qū)崿F(xiàn)
    • IAP的APP程序?qū)崿F(xiàn)

簡介

???????微控制器在硬件中作為核心，通過執(zhí)行保存在內(nèi)部存儲器中的程序，運行各種外設(shè)，并通過引腳，控制其它電路，而將程序保存在微控制器內(nèi)部存儲器的過程，被稱為燒錄。

???????燒錄的方式可分為以下三種：

• ICP（In-Circuit Programmer，在電路編程）
• ISP（In-System Programming，在系統(tǒng)編程）
• IAP（In-Application Programming，在應(yīng)用編程）

???????在介紹不同燒錄方式的區(qū)別前，先介紹一下微控制器的啟動方式。

啟動方式

???????微控制器的啟動方式有引腳Boot0和Boot1的電平?jīng)Q定，一般通過撥碼開關(guān)或引腳+跳線帽的方式控制，根據(jù)組合有以下三種啟動方式，其中‘x‘表示高電平或低電平（即高低電平皆可）。

Boot0=0，Boot1=x

???????當Boot0=0, Boot1=x時，上電復(fù)位后微控制器從內(nèi)部Flash的主存儲區(qū)開始運行程序，該地址一般是0x0800 0000。

???????設(shè)置該啟動模式前，程序應(yīng)該被保存在內(nèi)部Flash主存儲區(qū)的最前面。

Boot0=1，Boot1=0

???????當Boot0=1, Boot1=0時，上電復(fù)位后微控制器自動運行引導(dǎo)裝載程序，即內(nèi)部Flash信息塊中的Bootloader區(qū)，通過運行該程序?qū)⒋a引導(dǎo)裝載至內(nèi)部Flash中，完成程序燒錄。

Bootloader區(qū)的地址可能隨著微控制器的不同而改變，主要是由于內(nèi)部Flash的主存儲區(qū)大小變化。

Boot0=1，Boot1=1

???????當Boot0=1, Boot1=1時，上電復(fù)位后微控制器從內(nèi)部SRAM開始運行程序，該地址一般是0x2000 0000。

???????同理，設(shè)置該啟動模式前，程序應(yīng)該被保存在內(nèi)部SRAM的最前面，并且由于SRAM掉電后不會保留數(shù)據(jù)，因此不能進行復(fù)位等操作，一般該啟動模式用于調(diào)試程序。

燒錄方式

ICP

???????ICP（In-Circuit Programmer）指在電路中編程，需要ST-Link、J-Link等燒錄器進行燒錄（此時使用JTAG、SWD等接口），使用該燒錄方式時，通過燒錄器連接計算機和微控制器后通過keil5進行程序燒錄（聽說除了keil5還有其它軟件，但都需要燒錄器），此時燒錄文件為編譯后產(chǎn)生的bin文件。

???????通過ICP進行燒錄時，啟動方式設(shè)置為第1種，即Boot0=0，Boot1=x，以在燒錄完成并復(fù)位后直接從內(nèi)部Flash開始運行。

雖然這時候在硬件設(shè)置啟動方式為Boot0=0，Boot1=x，但燒錄器會在下載時調(diào)整為Boot0=1，Boot1=0以進行程序燒錄，但這不影響后續(xù)復(fù)位后的程序運行。

ISP

??????? ISP（In-System Programming）指在系統(tǒng)編程，不需要燒錄器，但同樣需要將計算機和微控制器連接，用于作為程序的數(shù)據(jù)進行傳輸，可以使用USB、USB轉(zhuǎn)串口模塊（常用）等方式進行燒錄，在燒錄時計算機需要打開ISP燒錄軟件，并選擇對應(yīng)的模式，一般不同微控制器使用的ISP軟件不同，下圖分別是ST和GD使用的ISP軟件。

???????紅框中為燒錄時選擇模式，DTR（Data Terminal Ready）表示數(shù)據(jù)終端準備好，RTS（Request To Send）表示請求發(fā)送 。可以看到都是通過串口進行燒錄的（當然還有其它的ISP軟件）。

???????通過ISP燒錄時，啟動方式設(shè)置為第2種，即Boot0=1，Boot1=0，運行引導(dǎo)裝載程序以將傳輸?shù)臄?shù)據(jù)作為程序存儲在內(nèi)部Flash最前面，燒錄完成后需要修改啟動方式為第1種。

???????通過ISP方式燒錄到程序文件通常是hex文件。

當然，使用此種模式一般將Boot0接到按鍵上，然后不按下接高電平，按下后接低電平，此時通過ISP燒錄前按住按鍵即可。

IAP

??????? IAP（In-Application Programming）指在應(yīng)用編程，不需要通過燒錄器、USB等設(shè)備與計算機連接，但需要從SD卡等存儲設(shè)備獲取新程序（bin文件）進行自我更新（當然，通過USB、UART等接口獲取的程序也可行）。

???????IAP燒錄方式的燒錄邏輯是：在內(nèi)部Flash的最前面燒錄第1個程序（稱為Bootloader程序），其次在相對0800 0000具有偏移的位置存儲第2個程序（稱為APP程序）。在Bootloader程序中，完成APP程序的更新，以及跳轉(zhuǎn)至APP程序執(zhí)行。

APP程序則和上述兩種燒錄方式燒錄的程序相同，為正式運行的程序。

IAP的作用

???????IAP一般可以用于產(chǎn)品的程序更新，避免更新時需要對其進行收回、拆解等步驟，并且方便用于自行操作。

IAP與ICP、ISP的運行差別

???????ICP和ISP都是將1個程序存儲到內(nèi)部Flash中并運行，程序在內(nèi)部Flash中的存儲空間分布如下圖所示，最前面是棧頂?shù)刂?#xff0c;其次是各個中斷向量，然后是各個中斷向量對應(yīng)的中斷程序入口，最后是main函數(shù)入口。

???????程序運行時，棧指針指向復(fù)位中斷向量，其次通過該向量跳轉(zhuǎn)至復(fù)位中斷程序中運行，復(fù)位中斷程序一般在startupxx.s文件中定義，用于初始化系統(tǒng)并跳轉(zhuǎn)至main函數(shù)運行，最后進入main函數(shù)執(zhí)行循環(huán)。當中斷請求出現(xiàn)時，棧指針指向?qū)?yīng)中斷向量，并通過該向量跳轉(zhuǎn)至對應(yīng)的中斷程序中運行，運行結(jié)束后再回到原位置，繼續(xù)運行循環(huán)中的內(nèi)容。

???????IAP是從Bootloader程序中跳轉(zhuǎn)至APP程序中運行，因此在內(nèi)部Flash中的空間分布略有不同，如下圖所示，在執(zhí)行Bootloader程序的main函數(shù)時，進行APP函數(shù)的跳轉(zhuǎn)過程，最后執(zhí)行APP程序中的main函數(shù)。當中斷請求出現(xiàn)時，棧指針指向Bootloader程序中斷向量表中對應(yīng)中斷向量，并通過該向量及程序偏移值跳轉(zhuǎn)至對應(yīng)的中斷程序中運行，運行結(jié)束后再回到原位置，繼續(xù)運行循環(huán)中的內(nèi)容。

IAP的Bootloader程序?qū)崿F(xiàn)

???????Bootloader程序主要完成APP程序的更新以及跳轉(zhuǎn)，其中APP程序的更新即從接口或存儲設(shè)備中獲取后存放在內(nèi)部Flash對應(yīng)區(qū)域中接口（相對首地址有偏移量）。

???????APP程序的跳轉(zhuǎn)可參考以下代碼，其中& 0x2FFE0000并與0x20000000判斷是否相等，表示該地址在0x20000000 ~ 0x2001 0000之間（理論上可修改，在內(nèi)部SRAM中即可）。