有玉微凉、是为樱琅

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OTA远程更新

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OTA远程更新

OTA全称 Over-The-Air Technology，中文译为“空中下载技术”。简单的来说，它是一种通过无线网络对设备进行远程更新和管理的技术。就像我们手机更新App或者更新系统一样。

1、基本原理

stm32的OTA升级，简单的来说就是通过某种痛惜方式（例如串口，WIFI，4G等）将新的固件程序下载到STM32的Flash存储器中，然后通过引导程序（Bootloader）将新的固件程序启动起来，从而实现程序的更新。

要是实现OTA，至少需要两个程序：

  • Bootloader程序：负责接收新的固件程序，将其写入到Flash，并在必要时启动新的固件程序。Bootloader程序通常是固定的，不会被OTA更新。
  • 应用程序（APP）：这是用户实际运行的程序，会被OTA更新。

2、工程准备

  • 使用stm32F103C8T6开发板。

  • 使用软件STM32CubelIDE软件。

  • 创建工程

    • 在STM32CubeIDE中，选择“File” -> “New” -> “STM32 Project”。
    • 在“Target Selection”窗口中，搜索并选择“STM32F103C8Tx”，然后点击“Next”
    • 在“Project Name”中输入“Bootloader”，然后点击“Next”。
    • 在“Initialise all peripherals with their default Mode?”界面务必选择“No”。这将允许我们手动配置所需的外设，避免不必要的代码和潜在的冲突。然后点击“Finish”。

  • 配置时钟

    • 双击项目根目录下的 .ioc 文件（例如 Bootloader.ioc），打开STM32CubeMX配置界面。
    • 在左侧的“System Core”中选择“RCC”。
    • 在“HSE”下拉菜单中选择“Crystal/Ceramic Resonator”（假设你使用外部晶振）。
      • 菜单中选择项的解释：
      • Disable ：禁用
      • Bypass Clock Source（旁路时钟源） ：选择此项表示使用外部时钟源直接输入到 MCU，绕过内部的振荡器电路。这意味着外部提供一个稳定的时钟信号到 OSC_IN 引脚，而 OSC_OUT 引脚则悬空。使用此选项时，外部时钟源必须已经产生稳定的时钟信号。
      • Crystal/Ceramic Resonator（晶体/陶瓷谐振器）：选择此项表示使用外部晶体或陶瓷谐振器作为时钟源。这是最常见的配置方式。在这种模式下，晶振连接到 OSC_IN 和 OSC_OUT 引脚，并且通常需要配合合适的负载电容使用，以确保晶振正常起振
    • 在“PLLCLK”选项卡中配置PLL倍频器，将系统时钟配置为72MHz。通常的配置是：
      • PLL Source Mux: HSE
      • PLL Multiplier: x9
    • 确认“SYSCLK”显示为72MHz。
    • 保存 .ioc 文件（Ctrl+S 或 File -> Save），STM32CubeIDE会自动生成或更新代码。

  • 配置串口

    • 在左侧的“Connectivity”中选择“USART1”。
    • 在中间的配置界面中：
      • “Mode”选择“Asynchronous”。（异步，还有其他几个选择，）
        • Mode选择项：
        • Asynchronous（异步模式）：这是 USART 最常用的模式。在这种模式下，数据传输不需要单独的时钟线进行同步，而是通过起始位、数据位、校验位和停止位来定义数据帧的结构。发送方和接收方需要预先约定好波特率（即每秒传输的比特数），以确保数据能够正确传输。
        • Synchronous（同步模式）：在这种模式下，数据传输需要一根额外的时钟线（通常称为 SCLK 或 CK）进行同步。发送方提供时钟信号，接收方根据时钟信号进行数据的采样和接收。
        • Single Wire (Half-Duplex)（单线（半双工）模式）：在这种模式下，USART 使用同一根线进行发送和接收，但不能同时进行。
        • Multiprocessor Communication（多处理器通信模式）：这种模式允许多个处理器通过同一条 USART 总线进行通信。在这种模式下，每个处理器都有一个唯一的地址。
        • IrDA（红外数据协会）：这种模式支持红外线通信协议。
        • LIN（本地互联网络）：LIN 是一种低成本的串行通信协议，常用于汽车电子等领域。
        • SmartCard（智能卡模式）：这种模式支持智能卡（例如 SIM 卡、银行卡）的通信协议。
      • “Baud Rate”设置为115200（或其他你需要的波特率）。
      • “Word Length”选择“8 Bits”。
      • “Parity”选择“None”。（奇偶校验）
      • “Stop Bits”选择“1 Stop Bit”。
      • 使能“NVIC Settings”中的USART1全局中断。这将在之后允许我们使用中断方式接收串口数据（虽然在之前的简化版本中未使用中断，但这是一个良好的习惯，后续会用到）。
    • 保存 .ioc 文件。

  • 配置Flash分区

    • 在项目资源管理器中，展开“Bootloader”项目，打开 STM32F103C8Tx_FLASH.ld 文件。

    • 找到以下代码段：

      1
      FLASH (rx)      : ORIGIN = 0x08000000, LENGTH = 64K

    • 将其修改为：

      1
      FLASH (rx)      : ORIGIN = 0x08000000, LENGTH = 16K

      这会将Flash的前16KB分配给Bootloader。应用程序将从0x08004000开始。

3、代码编辑

  • 串口接收数据