单片机的Bootloader，可以实现用户轻松升级程序

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去某新能源大厂出了一次差，这次出差是为了升级程序解决Bug，需要给单片机重新烧录.hex文件，用户已经将产品封装起来，无法开盖，只能使用CAN总线来更新程序，用Bootloader实现。其实就是通过上位机把.bin/hex文件以CAN通讯的方式发送给单片机并存储在规定的Flash中。这个过程与手机端更新APP类似。

以STM8单片机为例，该如何实现Bootloader呢？今天和大家分享一下。

什么是Bootloader

Bootloader是一段用于更新自身应用软件并独立运行的代码，常被用于升级产品和修复产品bug。STM8单片机如果要下载hex文件的话需要通过STVP和STLINK来实现，单片机的引脚SWIM就是下载接口。如果产品在用户端被封装好了，无法通过SWIM来下载该怎么办呢？就使用Bootloader，STM支持CAN和UART实现Bootloader。就是通过CAN通信或者UART通信将数据存放在STM8的Flash上。

划分Flash区间

STM8的中断向量跳转地址是固定的，会跳转到0x8000对应中断的偏移地址，所以会把Bootloader存放在0x8000开始的空间内，比如给Bootloader代码所划分的空间为4k，那么空间起始地址为：0x8000-0x8FFF；那么应用代码的起始地址就可以从0x9000开始。

修改中断向量表

STM8的中断向量表通过一段特定的代码来实现，并需要根据前文提到的空间划分来修改。STM8的应用程序起始地址是0x8400，默认的向量表如下代码所示：

  __root const long reintvec[]@".intvec"= 
{
0x82008080,0x82008404,0x82008408,0x8200840c, 
0x82008410,0x82008414,0x82008418,0x8200841c, 
0x82008420,0x82008424,0x82008428,0x8200842c, 
0x82008430,0x82008434,0x82008438,0x8200843c, 
0x82008440,0x82008444,0x82008448,0x8200844c, 
0x82008450,0x82008454,0x82008458,0x8200845c, 
0x82008460,0x82008464,0x82008468,0x8200846c, 
0x82008470,0x82008474,0x82008478,0x8200847c, 
};

前文已经将应用程序的起始地址修改为0x9000，所以，向量表的的修改方法为：除了第一个元素为，其余的元素将8改为9，修改完后代码如下：

  __root const long reintvec[]@".intvec"=
{   
0x82008080,0x82009404,0x82009408,0x8200940c, 
0x82009010,0x82009014,0x82009018,0x8200901c,
0x82009020,0x82009024,0x82009028,0x8200902c,
0x82009030,0x82009034,0x82009038,0x8200903c,
0x82009040,0x82009044,0x82009048,0x8200904c,
0x82009050,0x82009054,0x82009058,0x8200905c,
0x82009060,0x82009064,0x82009068,0x8200906c,
0x82009070,0x82009074,0x82009078,0x8200907c,
};

修改ICF文件

ICF文件存放在编程环境的安装目录下，每个型号/系列的单片机都会对应一个ICF

文件，需要修改一下ICF文件，这里需要根据flash空间的划分来修改，前面将Bootloader的终止地址设置为0x9FFF，所以修改如下：

  define region NearFuncCode = [from 0x8000 to 0x8FFF];
define block INTVEC with size = 0x80 { ro section .intvec };
place at start of NearFuncCode  { block INTVEC };

跳转命令

所谓跳转，就是在应用程序中跳转到Boot中去升级；升级完成后需要跳转到应用程序中，所跳转的起始就是起始地址。Bootloader跳转到应用程序的代码如下:

  asm("LDW X,  SP ");
asm("LD  A,  $FF");
asm("LD  XL, A  ");
asm("LDW SP, X  ");
asm("JPF $9000");

应用程序跳转到Bootloader中的代码如下

  sm("LDW X,  SP ");
asm("LD  A,  $FF");
asm("LD  XL, A  ");
asm("LDW SP, X  ");
asm("JPF $8000");

编写交互代码

以上设置好之后，就可以编写交互代码了，所以交互代码其实就是一套协议，规定了应用程序如何跳转到Boot，在Boot中如何处理和存储数据，这需要上位机的支持。如果只是用于自家的产品，就可以自己定义协议。也可以使用标准的协议，比如汽车行业中的UDS(统一诊断服务)。

Bootloader实现之后，就可以使用CAN/UART来实现产品固件的升级了。这就是Bootloader的关键内容，本文你学会了吗？留言讨论一下吧。

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来源：8号线攻城狮

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首次发布时间：2023-06-12