程序燒錄方式你了解多少？

說起給單片機燒錄程序，大家應該都不陌生，我最早接觸單片機是從51單片機開始的，型號是STC89C52RC，當時燒錄程序就是用的下面這種燒錄軟件——STC-ISP。

這種方式，通過串口連接單片機，選擇一個合適的波特率就可以燒錄了。

后來學習STM32，編程時使用KEIL軟件自帶的下載按鈕就能下載程序，方便了不少，但需要額外使用J-Link等下載器。

再后來，接觸到產品研發(fā)，給已經發(fā)布出的產品升級，都是要靠遠程無線升級的（想想看，產品已經到客戶那里了，當軟件需要升級時，要是還使用有線的方式燒錄程序，得有多麻煩）

既然給單片機燒錄程序的方式有多種，那燒錄方式具體怎么分類呢？

可以分為3種：

ISP（In-System Programming）

在系統(tǒng)編程，使用引導程序（Bootloader）加上外圍UART/SPI等接口進行燒錄。

ICP （In-circuit programmer）

在電路編程，使用SWD/JTAG接口。

IAP（In-Application Programming）

指MCU可以在系統(tǒng)中獲取新代碼并對自己重新編程，即用程序來改變程序。

這3種燒錄方式的原理是什么呢？在分析原理之前，需要先了解一下單片機Flash的訪問地址，看看程序是燒錄到哪個位置了。

單片機Flash在地址映射表中位置

下圖是一張STM32F4xx的地址映射表，從0x0000 0000到0xFFFF FFFF，總計4Gbyte。單片機的片上Flash、片上RAM、片上外設以及外部擴展接口的訪問地址，都被映射到這4Gbyte的范圍之內。

這張圖中，我們需要先注意下半部分

Main memory 主存儲區(qū)

通常，我們編寫的代碼，是放到主存儲區(qū)的起始位置（0x0800 0000）開始運行的，燒錄程序時，直接將程序燒錄到這里即可（KEIL軟件給STM32燒錄程序的默認燒寫地址就是0x0800 0000開始）

System memory系統(tǒng)存儲區(qū)

System memory（起始位置0x1FFF 0000）是STM32在出廠時，由ST在這個區(qū)域內部預置了一段BootLoader， 也就是我們常說的ISP程序 ，這是一塊ROM，出廠后無法修改。

了解了程序的具體地址，還要看一下單片機的啟動方式：

啟動方式選擇

STM32有兩個BOOT引腳，通過配置不同的高低電平，可以讓單片機從不同的地址開始運行。

BOOT0=0, BOOT1任意

通常我們是在Main memory 主存儲區(qū)（0x0800 0000）運行程序，BOOT0引腳拉低即可。

這種情況，KEIL軟件給STM32燒錄程序，就是直接在這個地址燒錄，燒錄完，直接在這個地址處運行。

BOOT0=1,BOOT1=0

這種情況就用在使用串口方式給STM32燒錄程序，這時單片機從系統(tǒng)存儲器（0x1FFF 0000）啟動，運行的是出廠預置的BootLoader程序，可以接收串口發(fā)來的程序，并將其寫入Main memory（0x0800 0000），程序燒錄完成后，再將BOOT0引腳拉低，Main memory（0x0800 0000）處運行剛燒錄的代碼了。

BOOT0=1,BOOT1=1

這種情況是從內存中啟動，內置SRAM（也就是STM32的內存中），既然是SRAM，自然也就沒有程序存儲的能力了，這個模式一般用于程序調試。目前我還沒用過這種方式，大家平時用這種方式的多么？

有了上面的了解，再來看一下ISP、ICP和IAP

ISP（串口燒錄）

特點：

BOOT0 = 1，BOOT1 = 0

啟動地址：0x1FFF0000

使用串口下載程序

系統(tǒng)存儲器(System memory)啟動方式運行內置的Bootloader，將程序寫入主存儲區(qū)

重啟后，需要再將BOOT0拉低，從主存儲區(qū)啟動程序

下圖是ISP方式的燒錄，使用FlyMcu這個軟件，通過串口給STM32燒錄程序

ICP（JTAG口燒錄）

特點：

BOOT0 = 0，BOOT1 = x

啟動地址：0x08000000

使用JTAG或者SWD模式下載程序

主閃存存儲器(Flash memory)啟動方式，將程序在主存儲區(qū)寫入

重啟后也直接從這啟動程序

下圖是ICP方式的燒錄，使用JFlash軟件或KEIL，通過J-Link給STM32燒錄程序

KEIL軟件的默認下載地址，就是從0x0800 0000 開始的。

IAP（升級/跳轉程序）

IAP的原理與上面兩種有較大區(qū)別，這種方式將主存儲區(qū)又分成了兩個區(qū)域（根據(jù)實際需要由開發(fā)者自行分配），0800 0000起始處的這部分，存儲一個開發(fā)者自己設計的Bootloader程序，另一部分存儲真正需要運行的APP程序。

單片機的Bootloader程序，其主要作用就是給單片機升級。在單片機啟動時，首先從Bootloader程序啟動，一般情況不需要升級，就會立即從Bootloader程序跳轉到存儲區(qū)另一部分的APP程序開始運行。

假如Bootloader程序時，需要進行升級（比如APP程序運行時，接收到升級指令，可以在flash中的特定位置設置一個標志，然后觸發(fā)重啟，重啟后進入Bootloader程序，Bootloader程序根據(jù)標志位就能判斷是否需要升級），則會通過某種方式（比如通過WIFI接收升級包，或借助另一塊單片機接收升級包，Bootloader再通過串口或SPI等方式從另一塊單片機獲取升級包數(shù)據(jù)）先將接收到的程序寫入存儲區(qū)中存儲APP程序的那個位置，寫入完成后再跳轉到該位置，即實現(xiàn)了程序的升級

編輯：jq