HC32L130基于Xmodem协议实现IAP串口在线升级

1万 · 2021-8-1 15:35

一、BOOT程序移植

HC32官方提供了一个自定义协议的IAP升级demo，自定义协议，但是苦于没有提供上位机程序源码，不方便以后升级，而且官方的升级软件看着也很不完善。如下图所示。所以决定自己移植一下Xmodem协议。

之前在别的单片机上用过Xmodem协议做串口IAP升级协议，所以这里，只需要移植一下就可以了。Xmodem框架如下图所示。

因为框架已经写好，所以只需要修改对应的接口就可以了。在进行IAP的过程主要涉及到如下四个外设

系统时钟设置（选择设置）
串口发送接收
IO操作
flash擦除写入
定时器中断

1万 · 2021-8-1 15:36

1、hc32L130上电默认时钟为内部4M时钟，如果不想使用高的波特率这步可以省略，因为串口波特率我要使用115200，如果不倍频的话PCLK是4M，那么波特率115200误差会达到8.51%，而要想可靠使用串口，波特率误差应该小于2%。所以我将系统时钟倍频到48M，这时115200误差率0.16%，如下图所示。

将4MRCH倍频到48M代码如下。

void App_RCH4MHzToPll48MHz (void)
{

M0P_FLASH->BYPASS = 0x5A5A;
M0P_FLASH->BYPASS = 0xA5A5;
M0P_FLASH->CR_f.WAIT = FlashWaitCycle1;

M0P_SYSCTRL->PLL_CR_f.FRSEL = SysctrlPllInFreq4_6MHz;
M0P_SYSCTRL->PLL_CR_f.FOSC = SysctrlPllOutFreq36_48MHz;
M0P_SYSCTRL->PLL_CR_f.DIVN = SysctrlPllMul12;
M0P_SYSCTRL->PLL_CR_f.REFSEL = SysctrlPllRch;

M0P_SYSCTRL->PLL_CR_f.STARTUP = SysctrlPllStableCycle16384;

M0P_SYSCTRL->SYSCTRL2 = 0x5A5A;
M0P_SYSCTRL->SYSCTRL2 = 0xA5A5;
M0P_SYSCTRL->SYSCTRL0_f.PLL_EN = TRUE;
while(TRUE && (1 != M0P_SYSCTRL->PLL_CR_f.STABLE))
{
;
}

M0P_SYSCTRL->SYSCTRL2 = 0x5A5A;
M0P_SYSCTRL->SYSCTRL2 = 0xA5A5;

M0P_SYSCTRL->SYSCTRL0_f.CLKSW = SysctrlClkPLL;

//更新Core时钟（HCLK）
SystemCoreClockUpdate();

}

1万 · 2021-8-1 15:37

2、串口初始化代码

void UART0_Config(uint32_t baudRate)
{

stc_gpio_cfg_t stcGpioCfg;

stc_uart_cfg_t  stcCfg;
stc_uart_baud_t stcBaud;

DDL_ZERO_STRUCT(stcCfg);                            //初始化变量
DDL_ZERO_STRUCT(stcBaud);                            //初始化变量

   DDL_ZERO_STRUCT(stcGpioCfg);

Sysctrl_SetPeripheralGate(SysctrlPeripheralGpio,TRUE); //GPIO外设模块时钟使能

stcGpioCfg.enDir = GpioDirOut;
Gpio_Init(GpioPortA,GpioPin9,&stcGpioCfg);
Gpio_SetAfMode(GpioPortA,GpioPin9,GpioAf1); //配置PD00 为UART1 TX

stcGpioCfg.enDir = GpioDirIn;
Gpio_Init(GpioPortA,GpioPin10,&stcGpioCfg);
Gpio_SetAfMode(GpioPortA,GpioPin10,GpioAf1);//配置PA0D 为UART1 RX

Sysctrl_SetPeripheralGate(SysctrlPeripheralUart0,TRUE);//使能UART1外设时钟门控开关

stcCfg.enRunMode = UartMskMode1;                      //模式1
stcCfg.enStopBit = UartMsk1bit;                      //1位停止位
stcCfg.enMmdorCk = UartMskEven;                      //偶校验
stcCfg.stcBaud.u32Baud = baudRate;                      //波特率baudRate
stcCfg.stcBaud.enClkDiv = UartMsk8Or16Div;          //通道采样分频配置
stcCfg.stcBaud.u32Pclk = Sysctrl_GetPClkFreq();       //获得外设时钟（PCLK）频率值
Uart_Init(M0P_UART0, &stcCfg);                      //串口初始化

// Uart_EnableIrq(M0P_UART1,UartRxIrq);
// EnableNvic(UART1_IRQn, IrqLevel3, TRUE);    ///<系统中断使能

Uart_ClrStatus(M0P_UART0,UartRC);                   //清接收请求

}

1万 · 2021-8-1 15:37

3、flash初始化代码

  Flash_Init(12, TRUE); // PCLK 为48M

4、定时器3这里给xmodem提供时间基准定时时间为4ms。

//Timer3 配置
void App_Timer3Cfg(uint16_t u16Period)
{
uint16_t                   u16ArrValue;
uint16_t                   u16CntValue;
stc_tim3_mode0_cfg_t    stcTim3BaseCfg;

//结构体初始化清零
DDL_ZERO_STRUCT(stcTim3BaseCfg);

Sysctrl_SetPeripheralGate(SysctrlPeripheralTim3, TRUE); //Base Timer外设时钟使能

stcTim3BaseCfg.enWorkMode = Tim3WorkMode0;             //定时器模式
stcTim3BaseCfg.enCT    = Tim3Timer;                //定时器功能，计数时钟为内部PCLK
stcTim3BaseCfg.enPRS    = Tim3PCLKDiv64;             //PCLK/64 0.75M
stcTim3BaseCfg.enCntMode  = Tim316bitArrMode;          //自动重载16位计数器/定时器
stcTim3BaseCfg.bEnTog    = FALSE;
stcTim3BaseCfg.bEnGate = FALSE;
stcTim3BaseCfg.enGateP = Tim3GatePositive;

Tim3_Mode0_Init(&stcTim3BaseCfg);                      //TIM3 的模式0功能初始化

u16ArrValue = 0x10000 - 750*u16Period ;

Tim3_M0_ARRSet(u16ArrValue);                         //设置重载值(ARR = 0x10000 - 周期)

u16CntValue = 0x10000 - 750*u16Period;

Tim3_M0_Cnt16Set(u16CntValue);                         //设置计数初值

Tim3_ClearIntFlag(Tim3UevIrq);                         //清中断标志
Tim3_Mode0_EnableIrq();                               //使能TIM3中断(模式0时只有一个中断)
EnableNvic(TIM3_IRQn, IrqLevel3, TRUE);                //TIM3 开中断
}

1万 · 2021-8-1 15:38

定时器3中断函数

void TIM3_IRQHandler(void)
{
static uint8_t i,count;

//Timer3 模式0 计时溢出中断
if(TRUE == Tim3_GetIntFlag(Tim3UevIrq))
{
// count++;
// if(count>10)
{
count = 0;
xmodem_timeout++;

      if(0 == i)                      //测试
      {
LED0(LED_OFF);
         i++;
      }
      else
      {
LED0(LED_ON);
         i = 0;
      }

}

      Tim3_ClearIntFlag(Tim3UevIrq);  //Timer3模式0 中断标志清除
}
}

1万 · 2021-8-1 15:39

下面开始移植Xmodem协议程序，首先将框架程序添加进工程

1万 · 2021-8-1 15:40

修改xmodem_HW.C硬件接口。将串口发送接收程序移植进去。

//串口收发，实用查询方式。
void xm_port_write(uint8 *ch)
{
   /* 一直等待，直到缓冲区为空 */

   M0P_UART0->ICR_f.TCCF = 0;
   M0P_UART0->SBUF = (uint8_t)*ch;
   while(M0P_UART0->ISR_f.TC == 0);
   M0P_UART0->ICR_f.TCCF = 0;

}

//串口接收函数，需要移植
sint8 xm_port_read(uint8 *ch)
{
if(Uart_GetStatus(M0P_UART0, UartRC))
{
      Uart_ClrStatus(M0P_UART0,UartRC);

*ch = M0P_UART0->SBUF;

      return 1;
   }
/* 返回接收到的8位数据 */

return 0;
}

1万 · 2021-8-1 15:40

xmodem.c中KBflashcopy函数添加flash擦除写入函数。

void KBflashcopy(uint32_t flash_addr,uint8_t* src_addr,sint32 count)
{
uint32_t start_addr = flash_addr;
uint16_t i  =  0;
uint32_t temp = 0;

DI();

Flash_Erase(start_addr);
Flash_Erase(start_addr+512);
for(i=0;i<count;i+=4)
{
temp = (src_addr[i+3] << 24) |
   (src_addr[i+2] << 16) |
   (src_addr[i+1] << 8)  |
   (src_addr[i+0]) ;
//    Flash_Program1LongWord(start_addr,temp);
Flash_Write(start_addr,temp);

   start_addr += 4;

}
EI();

}

1万 · 2021-8-1 15:41

回到main.c中在定时器3中断中添加xmodem超时计数变量xmodem_timeout，需要外部引入下。

void TIM3_IRQHandler(void)
{
static uint8_t i,count;

//Timer3 模式0 计时溢出中断
if(TRUE == Tim3_GetIntFlag(Tim3UevIrq))
{
// count++;
// if(count>10)
{
count = 0;
xmodem_timeout++;

      if(0 == i)
      {
LED0(LED_OFF);
         i++;
      }
      else
      {
LED0(LED_ON);
         i = 0;
      }

}

      Tim3_ClearIntFlag(Tim3UevIrq);  //Timer3模式0 中断标志清除
}
}

1万 · 2021-8-1 15:42

主程序中挂载xm_receive（）函数。FLASH_APP_ADDR为APP程序写入起始地址。

写入完成后执行APP程序，实现方法为

//跳转到应用程序段
//appxaddr:用户代码起始地址
void iap_load_app(uint32_t appxaddr)
{
if(((*(__IO uint32_t*)appxaddr)&0x2FFE0000)==0x20000000) //检查栈顶地址是否合法
{
jump2app=(iapfun)*(__IO uint32_t*)(appxaddr+4); //用户代码区的第二个字为程序开始地址（复位地址）
//MSR_MSP(*(__IO uint32_t*)appxaddr); //初始化APP堆栈指针（用户代码区的第一个字用于存放栈顶地址）
__set_MSP(*(__IO uint32_t *)appxaddr);
jump2app(); //跳转到APP.
}
}

1万 · 2021-8-1 15:43

完整的主程序

int32_t main(void)
{
App_RCH24MHzToPll48MHz();

  Flash_Init(12, TRUE);

LED_GPIO_Config();

UART0_Config(115200);

  App_Timer3Cfg(4); //4ms
  Tim3_M0_Run(); //TIM3 运行。

i = xm_receive(FLASH_APP_ADDR);          //xmodem接收的APP地址从APP_ADDR开始

M0P_RESET->PERI_RESET = 0;    //所有外设复位
M0P_RESET->PERI_RESET = 0xFFFFFFFF;
while(1)
{

iap_load_app(FLASH_APP_ADDR); ///*IAP 跳转*///

//

};
}
程序移植完成编译通过后，下载进目标板打开上位机软件即可开始IAP更新程序了。

1万 · 2021-8-1 15:43

二、APP程序keil环境设置

APP 程序主要修改中断向量的偏移，打开APP程序中的启动文件startup_hc32l130j8ta.s文件，需要修改两处。

第一处在堆栈定义下面添加中断向量偏移，new_vect_table EQU 0x00001800 ;中断向量偏移长度

第二处在RAMCODE处添加 LDR R2, =new_vect_table

到这里启动文件就修改好了，接下来打开keil 魔术棒，修改编译生成的程序的偏移地址。因为APP占用了8K的flash,所以偏移量设置成8K,即0x1800。

在生成bin文件，网上教程很多，不详细写了。

1万 · 2021-8-1 15:44

三、一切准备就绪后打开上位机软件，上位机软件是基于一个QT开源软件修改的，感兴趣的可以上GitHub上搜索。

选择正确的串口，连接串口，加载生产的main.bin程序，点击升级，即可完成APP更新。

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