本帖最后由 香水城 于 2017-8-16 15:01 编辑
STM32F091空片使用System Bootloader下载代码 前言
我们在《STM32F09x 不使用BOOT 脚实现System Bootloader 升级代码》中实现了通过修改Option Bytes 来达到控制BOOT0 和BOOT1，在不需要外部BOOT 脚的情况下实现了使用System Bootloader 进行代码升级的功能。可是，这个功能必须在程序中预先烧写了功能程序后，才能不断地进行升级。也就是说，在第一次空片烧写时，必须使用SWD 进行烧写的。那有没有可能在空片烧写时，就可以直接使用System Bootloader 进行烧写呢？这样我们就可以完全使用串口进行烧写和升级了。现在，我们来探讨这个问题。
问题
在使用STM32F091RCT6 时，能否进行对空片的串口烧写，结合《STM32F09x 不使用BOOT 脚实现System Bootloader 升级代码》实现完全使用串口进行烧写？
调研
1.认识一下STMF09x 和STM32F04x 在Boot Configuration 中的新特性
打开参考手册RM0091，翻到Boot Configuration 那一节，我们可以看到Table 3 中对Boot Mode 进行了描述，如下：
从表格中，在《STM32F09x 不使用BOOT 脚实现System Bootloader 升级代码》一文中我们只提到了第1 条注释：
“Grey options are available on STM32F04x and STM32F09x devices only.”
现在，我们再来看一下第2 条注释：
“For STM32F04x and STM32F09x devices, see also Empty check description.”
那我们再来看一下Empty check 的描述：
首先，我们看到，“Empty Check”是只有STM32F04x 和STM32F09x 才有的功能，内部有一个查空标志，可用于使用Bootloader 对未编程过的芯片进行简单编程。这个标志位在BOOT0 脚被定义到从Main Flash memory 启动的时候使用。当这个标志位被置“1”的时候，此芯片被认为是空的，系统将从System memory 中启动Bootloader，以允许用户进行代码下载，即使现在BOOT0 脚定义的是从Main Flash memory 启动。此标志位只在载入Option bytes 时更新：当地址0x0800
0000 读出的内容为0xFFFF FFFF 时，此标志位置“1”，否则为“0”。这意味着当烧写完一个空片后需要在系统复位后执行代码的话，是必须要重新上电或者在FLASH_CR 寄存器中置位OBL_LAUNCH。
也就是说，当我们把BOOT0 设置为0，设置为从Main Flash memory 中启动时，当上电时或者置位OBL_LAUNCH 启动一
个带载入新的Option bytes 的复位后。当Option bytes 载入的时候，STM32F04x/STM32F09x 会读取读取0x0800 0000 的内容，如果其值为0xFFFF FFFF，认为此芯片为空片，直接进入System Memory 中，使用Bootloader 启动；如果其值不是0xFFFF FFFF，则认为此芯片不是空片，直接从用户代码启动。
2.实验验证
实验使用工具：PC 一台，NUCLEO-F091RC 一块，USB 线1 条（用来连接NUCLEO 板与PC）
实验使用软件：STM32 ST-LINK Utility，Flash Loader Demonstrator
实验使用软件库：STM32Cube_FW_F0_V1.2.0
我们先来看第一个实验：
· 实验1：空片测试
1) 使用USB 线连接PC 与NUCLEO-F091RC
2) 打开STM32 ST-LINK Utility 软件，点击“Connect to the target”按钮，连接STM32F091。然后点击“Fullchip erase”按钮对Main Flash Memory 进行擦除。结果如图所示：
3) 我们再点击菜单“Target→Option Bytes”检查一下Option Bytes 的配置确实是初始值的状态。如下图：
4) 若是确认Option Bytes 是初始值，直接点“Cancel”退出对话框；若是Option Bytes 为非初始值，修改为初始值后点“Apply”完成Option Bytes 的更新并退出对话框。
5) 回到STM32 ST-LINK Utility，点击“Disconnect”按钮断开连接。
6) 断开USB 连接线，并重新连接。为STM32F091 重新上电。
7) 打开Flash Loader Demonstrator，选择正确的配置，比如下图：
NUCLEO 板上的ST-LINK 自带虚拟串口，而且已经连接到STM32F091 芯片上。此时虚拟串口对应的是COM16，所以选择COM16。
8) 点击“Next”测试连接，并继续往下测试烧写。
9) 测试结果：成功！
10) 到此，我们证明空片是可以直接使用Flash Loader Demonstrator 进行串口烧写的。但是我们再来探讨一些其他
情况。
· 实验2：测试0x0800 0000 地址的值为0xFFFF FFFF 的情况。
按参考手册RM0091 的描述，只要0x0800 0000 地址的值为0xFFFF FFFF 就可以进入System bootloader 了，即使BOOT 配置为Main Flash memory 启动。所以我们再来做一个实验：
1) 使用USB 线连接PC 与NUCLEO-F091RC
2) 打开STM32 ST-LINK Utility 软件，点击“Connect to the target”按钮，连接STM32F091。并点击“Open file”按钮，打开位于\ STM32Cube_FW_F0_V1.2.0\Projects\STM32F091RC-Nucleo\Demonstrations\Binary 的示例代码文件STM32CubeF0_Demo_STM32F091RC-Nucleo.hex。如图：
3) 点击“Program verify”按钮进行烧写。
4) 点击“Disconnect”按钮断开连接。
5) 断开USB 连接线，并重新连接。为STM32F091 重新上电。
6) 打开Flash Loader Demonstrator，点击“Next”，就会弹出下图所示的警告，证明无法连接。失败！
7) 切回STM32 ST-LINK Utility 软件，点击“Connect to the target”按钮，连接STM32F091。在“Device Memory @ 0x08000000：”页面中直接将0x0800 0000 地址中的数值修改为0xFFFF FFFF，这时软件会自动更新代码，将修改过的代码烧写到STM32F091 中，如下图：
8) 点击“Disconnect”按钮断开连接。
9) 断开USB 连接线，并重新连接。为STM32F091 重新上电。
10) 打开Flash Loader Demonstrator，点击“Next”测试连接，并继续往下测试烧写。
11) 测试结果：成功！
12) 到此，我们证明确实在Main Flash memory 中只要0x0800 0000 地址中的数值是0xFFFF FFFF 就可以直接使
用Flash Loader Demonstrator 进行串口烧写的。其他地址的数值并没有关系。那么，是不是只要这个条件就能
保证可以串口烧写呢？我们再来看下一个实验。
· 实验3：Option Bytes 测试
1) 使用USB 线连接PC 与NUCLEO-F091RC
2) 打开STM32 ST-LINK Utility 软件，点击“Connect to the target”按钮，连接STM32F091。然后点击“Fullchip erase”按钮对Main Flash Memory 进行擦除。结果如图所示：
3) 我们再点击菜单“Target→Option Bytes”，将Option Bytes 中的nBOOT0_SW_Cfg 位（也就是BOOT_SEL）
的打勾去掉。如下图：
4) 点击“Apply”完成Option Bytes 的烧写并退出对话框。
5) 回到STM32 ST-LINK Utility，点击“Disconnect”按钮断开连接。
6) 断开USB 连接线，并重新连接。为STM32F091 重新上电。
7) 打开Flash Loader Demonstrator，点击“Next”，又见到弹出下图所示的警告，证明无法连接。失败！
8) 那么，这是否证明如果Option Bytes 的值不是初始值的话，Empty Check 的功能将失效？同样的过程，我们再来试另外一个配置：
在这个配置中，我们将nBOOT0_SW_Cfg 位改回来“打勾”，再将其他打勾的项都取消掉。
9) 点击“Apply”完成Option Bytes 的烧写并退出对话框。
10) 回到STM32 ST-LINK Utility，点击“Disconnect”按钮断开连接。
11) 断开USB 连接线，并重新连接。为STM32F091 重新上电。
12) 打开Flash Loader Demonstrator，点击“Next”测试连接，并继续往下测试烧写。
13) 测试结果：成功！
14) 到此，我们证明Empty Check 是会对Option Bytes 中的BOOT_SEL 位进行检测的。只要BOOT_SEL 的值为“0”，而不是“1”，Empty Check 就认为这不是一个空片，不会跳往System Memory 去执行Bootloader。
结论
关于Empty Check 的断定条件，不仅仅是RM0091 所描述的检查Main Flash memory 中地址0x0800 0000 的值是否为0xFFFF FFFF，还检查了Option Bytes 中BOOT_SEL 位的值是否为“1”。只有在Main Flash memory 中地址0x08000000 的值为0xFFFF FFFF，且Option Bytes 中BOOT_SEL 位的值为“1”的情况下，才会跳往System Memory 去执行Bootloader。
到此，结合上一篇应用文档《STM32F09x 不使用BOOT 脚实现System Bootloader 升级代码》，我们就可真正地完全使用串口来进行代码烧写了
对应的PDF： STM32F091空片使用System Bootloader下载代码
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