STM32 在程序中編程方案（IAP）

　　IAP，全稱是“In-Application Programming”，中文解釋為“在程序中編程”。IAP 是一種

　　對通過微控制器的對外接口（如 USART，IIC，CAN，USB，以太網(wǎng)接口甚至是無線射頻通道）

　　對正在運行程序的微控制器進行內(nèi)部程序的更新的技術(shù)（注意這完全有別于 ICP 或者 ISP 技

　　術(shù)）。ICP（In-Circuit Programming）技術(shù)即通過在線仿真器對單片機進行程序燒寫，而 ISP 技

　　術(shù)則是通過單片機內(nèi)置的 bootloader 程序引導(dǎo)的燒寫技術(shù)。無論是 ICP 技術(shù)還是 ISP 技術(shù)，

　　都需要有機械性的操作如連接下載線，設(shè)置跳線帽等。若產(chǎn)品的電路板已經(jīng)層層密封在外殼

　　中，要對其進行程序更新無疑困難重重，若產(chǎn)品安裝于狹窄空間等難以觸及的地方，更是一

　　場災(zāi)難。但若進引入了 IAP 技術(shù)，則完全可以避免上述尷尬情況，而且若使用遠(yuǎn)距離或無線

　　的數(shù)據(jù)傳輸方案，甚至可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程編程和無線編程。這絕對是 ICP 或 ISP 技術(shù)無法做到的。

　　某種微控制器支持 IAP 技術(shù)的首要前提是其必須是基于可重復(fù)編程閃存的微控制器。STM32

　　微控制器帶有可編程的內(nèi)置閃存，同時 STM32 擁有在數(shù)量上和種類上都非常豐富的外設(shè)通

　　信接口，因此在 STM32 上實現(xiàn) IAP 技術(shù)是完全可行的。

　　實現(xiàn) IAP 技術(shù)的核心是一段預(yù)先燒寫在單片機內(nèi)部的 IAP 程序。這段程序主要負(fù)責(zé)與外

　　部的上位機軟件進行握手同步，然后將通過外設(shè)通信接口將來自于上位機軟件的程序數(shù)據(jù)接

　　收后寫入單片機內(nèi)部指定的閃存區(qū)域，然后再跳轉(zhuǎn)執(zhí)行新寫入的程序，最終就達(dá)到了程序更

　　新的目的。

　　在 STM32 微控制器上實現(xiàn) IAP 程序之前首先要回顧一下 STM32 的內(nèi)部閃存組織架構(gòu)和

　　其啟動過程。STM32 的內(nèi)部閃存地址起始于 0x8000000，一般情況下，程序文件就從此地址

　　開始寫入。此外 STM32 是基于 Cortex-M3 內(nèi)核的微控制器，其內(nèi)部通過一張“中斷向量表”

　　來響應(yīng)中斷，程序啟動后，將首先從“中斷向量表”取出復(fù)位中斷向量執(zhí)行復(fù)位中斷程序完

　　成啟動。而這張“中斷向量表”的起始地址是 0x8000004，當(dāng)中斷來臨，STM32 的內(nèi)部硬件

　　機制亦會自動將 PC 指針定位到“中斷向量表”處，并根據(jù)中斷源取出對應(yīng)的中斷向量執(zhí)行

　　中斷服務(wù)程序。最后還需要知道關(guān)鍵的一點，通過修改 STM32 工程的鏈接腳本可以修改程

　　序文件寫入閃存的起始地址。

　　在 STM32 微控制器上實現(xiàn) IAP 方案，除了常規(guī)的串口接收數(shù)據(jù)以及閃存數(shù)據(jù)寫入等常

　　規(guī)操作外，還需注意 STM32 的啟動過程和中斷響應(yīng)方式。圖 1 顯示了 STM32 常規(guī)的運行流

　　程

　　對圖 1 解讀如下：

　　1、 STM32 復(fù)位后，會從地址為 0x8000004 處取出復(fù)位中斷向量的地址，并跳轉(zhuǎn)執(zhí)行復(fù)位中

　　斷服務(wù)程序，如圖 1 中標(biāo)號○1 所示。

　　2、 復(fù)位中斷服務(wù)程序執(zhí)行的最終結(jié)果是跳轉(zhuǎn)至 C 程序的 main 函數(shù)，如圖 1 中標(biāo)號○2 所示，

　　而 main 函數(shù)應(yīng)該是一個死循環(huán)，是一個永不返回的函數(shù)。

　　3、 在 main 函數(shù)執(zhí)行的過程中，發(fā)生了一個中斷請求，此時 STM32 的硬件機制會將 PC 指

　　針強制指回中斷向量表處，如圖 1 中標(biāo)號○3 所示。

　　4、 根據(jù)中斷源進入相應(yīng)的中斷服務(wù)程序，如圖 1 中標(biāo)號○5 所示。

　　5、 中斷服務(wù)程序執(zhí)行完畢后，程序再度返回至 main 函數(shù)中執(zhí)行，如圖 1 中標(biāo)號○6 所示。

　　若在 STM32 中加入了 IAP 程序，則情況會如圖 2 所示。