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单片机的Bootloader，可以实现用户轻松升级程序

去某新能源大厂出了一次差，这次出差是为了升级程序解决Bug，需要给单片机重新烧录.hex文件，用户已经将产品封装起来，无法开盖，只能使用CAN总线来更新程序，用Bootloader实现。其实就是通过上位机把.bin/hex文件以CAN通讯的方式发送给单片机并存储在规定的Flash中。这个过程与手机端更新APP类似。

以STM8单片机为例，该如何实现Bootloader呢？今天和大家分享一下。

什么是Bootloader

Bootloader是一段用于更新自身应用软件并独立运行的代码，常被用于升级产品和修复产品bug。STM8单片机如果要下载hex文件的话需要通过STVP和STLINK来实现，单片机的引脚SWIM就是下载接口。如果产品在用户端被封装好了，无法通过SWIM来下载该怎么办呢？就使用Bootloader，STM支持CAN和UART实现Bootloader。就是通过CAN通信或者UART通信将数据存放在STM8的Flash上。

划分Flash区间

STM8的中断向量跳转地址是固定的，会跳转到0x8000对应中断的偏移地址，所以会把Bootloader存放在0x8000开始的空间内，比如给Bootloader代码所划分的空间为4k，那么空间起始地址为：0x8000-0x8FFF；那么应用代码的起始地址就可以从0x9000开始。

修改中断向量表

STM8的中断向量表通过一段特定的代码来实现，并需要根据前文提到的空间划分来修改。STM8的应用程序起始地址是0x8400，默认的向量表如下代码所示：

__root const long reintvec[]@".intvec"= {

0x82008080 ,

0x82008404 ,0x82008408 ,0x8200840c , 0x82008410 ,0x82008414 ,0x82008418 ,0x8200841c , 0x82008420 ,0x82008424 ,0x82008428 ,0x8200842c , 0x82008430 ,0x82008434 ,0x82008438 ,0x8200843c , 0x82008440 ,0x82008444 ,0x82008448 ,0x8200844c , 0x82008450 ,0x82008454 ,0x82008458 ,0x8200845c , 0x82008460 ,0x82008464 ,0x82008468 ,0x8200846c , 0x82008470 ,0x82008474 ,0x82008478 ,0x8200847c , };

前文已经将应用程序的起始地址修改为0x9000，所以，向量表的的修改方法为：除了第一个元素为，其余的元素将8改为9，修改完后代码如下：

__root const long reintvec[]@".intvec"={ 0x82008080 ,0x82009404 ,0x82009408 ,0x8200940c , 0x82009010 ,0x82009014 ,0x82009018 ,0x8200901c ,0x82009020 ,0x82009024 ,0x82009028 ,0x8200902c ,0x82009030 ,0x82009034 ,0x82009038 ,0x8200903c ,0x82009040 ,0x82009044 ,0x82009048 ,0x8200904c ,0x82009050 ,0x82009054 ,0x82009058 ,0x8200905c ,0x82009060 ,0x82009064 ,0x82009068 ,0x8200906c ,0x82009070 ,0x82009074 ,0x82009078 ,0x8200907c ,};

修改ICF文件

ICF文件存放在编程环境的安装目录下，每个型号/系列的单片机都会对应一个ICF

文件，需要修改一下ICF文件，这里需要根据flash空间的划分来修改，前面将Bootloader的终止地址设置为0x9FFF，所以修改如下：

define region NearFuncCode = [from 0x8000 to 0x8FFF];define block INTVEC with size = 0x80 { ro section .intvec };place at start of NearFuncCode { block INTVEC };

跳转命令

所谓跳转，就是在应用程序中跳转到Boot中去升级；升级完成后需要跳转到应用程序中，所跳转的起始就是起始地址。Bootloader跳转到应用程序的代码如下:

asm("LDW X, SP ");asm("LD A, $FF");asm("LD XL, A ");asm("LDW SP, X ");asm("JPF $9000");

应用程序跳转到Bootloader中的代码如下

sm("LDW X, SP ");asm("LD A, $FF");asm("LD XL, A ");asm("LDW SP, X ");asm("JPF $8000");

编写交互代码

以上设置好之后，就可以编写交互代码了，所以交互代码其实就是一套协议，规定了应用程序如何跳转到Boot，在Boot中如何处理和存储数据，这需要上位机的支持。如果只是用于自家的产品，就可以自己定义协议。也可以使用标准的协议，比如汽车行业中的UDS(统一诊断服务) 。

Bootloader实现之后，就可以使用CAN/UART来实现产品固件的升级了。这就是Bootloader的关键内容，本文你学会了吗？留言讨论一下吧

什么是Bootloader #单片机

什么是Bootloader？

Bootloader是什么？这里以一个单片机为例给大家讲一下。首先能看到的就是单片机里面的Flash，正常情况直接运行的是APP。如果用了Bootloader，第一个运行的程序就是Bootloader，它会干什么？一共有四点。

·首先加载APP，比如这里有两个APP，可以通过Bootloader来切换，意思就是单片机上电之后第一个运行的程序是Bootloader。根据Bootloader里面的一些设置，它会去选择加载APP1还是APP2。为什么有两个？大家会说。

·第二个是升级，比如要对单片机进行OTA，也就是远程升级，或者通过USB对它进行下载。下载是怎么下？就是把APP进行擦除，擦完之后把新的APP加进来，这就实现了下载。

下载要使用一些通讯手段，比如USB或者是Wifi 4G，在Bootloader里面就会有相应的通讯代码，它会利用通讯代码把要下载的程序加载到Flash的特定位置，并且把原来的APP擦了，这下就会用到APP2。这是什么意思？

如果下载到一半，这个时候设备突然断电了或者突然出现了故障，本来应该要下完的，其实只下了一半，这个时候只要一运行肯定就会出问题。Bootloader会去校验APP一正不正常，如果不正常就会去回滚。一般会存两个APP，一个是当前版本，一个是上一次版本。发现当前升级的用不了，就会自动去运行上一个APP，以最大程度的确保产品是保持能用的状态。

还有一种最坏的结果就是两个APP都运行不起来，它就会停留在Bootloader里面等待下一次的升级。

·下来是安全，一般做一些安全性的产品，比如POS机、那它肯定不期望APP受到篡改。这个时候我们每次商店就会利用Bootloader来对我们的APP进行校验，甚至还会对你后面的密要这些进行校验，并且进行解密，解密完了再执行。

如果有一个黑客修改了你的APP，他想让你的Bootloader去加载这个有问题的APP，那你的Bootloader每次上电会把APP进行计算，算出来一个值和第一次下载的值进行对比，如果不相等，那就说明APP遭到了篡改，这就是安全。

·然后是故障恢复，比如说你的APP出了问题，运行的时候受到了损坏，那这个时候我们的布特loader也能检查出来，它和我们升级失败是一样的，它就会去运行另外一个APP，或者就停在布特loader里面等待用户升级。

就比如你的手机有时候操作系统坏了，它就会进入个所谓的DFU式BL，你就可以理解为这个就是Bootloader。而这里有一个推荐的Bootloaderopen BLT，你可以去研究一下，这个项目很好，它从单片机的代码一直到上位机都有提供。一般Bootloader升级是需要上微机的，它这些都给你提供了。