嵌入式IAP升级完全指南：中控与传感器

升级中控：上位机直接给中控发命令。若中控正在运行APP，则写配置信息标记"进入Bootloader"，然后软件复位。重启后Bootloader读到标记，保持在Bootloader等待升级。
升级传感器：上位机将命令发给中控（中控此时必须运行APP，因为APP功能更强，能转发命令），中控再转发给传感器。传感器若在APP中，同样写配置信息并复位，保持在Bootloader。

注意：升级传感器时，中控必须处于APP状态，以便转发数据和命令；升级中控时，中控自己需处于Bootloader状态。

2. 发送固件并烧录

上位机将固件分包发送，目标板每收到一个文件块就立即写入Flash，并回复结果。这样上位机可实时知道烧录是否成功。

3. 让目标板进入APP

固件发送完毕后，上位机发送"进入APP"命令。目标板写配置信息标记"启动APP"，软件复位，Bootloader读取标记后跳转到APP执行。

时序图对比

cs 复制代码

上位机 → 中控Bootloader  
  1. 发送启动命令  
  2. 回复启动命令  
  3. 执行启动命令（保持Bootloader）  
  1. 发送文件块  
  2. 烧录Flash  
  3. 回复文件块  
  ...（重复直到发送完毕）  
  最后发送"进入APP"命令，中控复位启动APP

cs 复制代码

上位机 → 中控APP → 传感器Bootloader  
  1. 发送启动命令  
  2. 转发启动命令  
  3. 回复启动命令（传感器→中控）  
  4. 回复启动命令（中控→上位机）  
  4. 执行启动命令（传感器保持Bootloader）  
  1. 发送文件块  
  2. 转发文件块  
  3. 烧录Flash  
  4. 回复文件块（传感器→中控）  
  5. 回复文件块（中控→上位机）  
  ...（重复）  
  最后发送"进入APP"命令，传感器复位启动APP

三、点表：增加命令寄存器

所有设备（中控、开关量模块、环境监测模块、温湿度模块）统一增加一个AO（4x）寄存器 ，地址为0000H，用于接收升级命令：

写入 0x55：启动Bootloader
写入 0xAA：启动APP

各模块的完整寄存器说明如下（设备地址区分不同模块）：

1. 中控（设备地址 01H）

寄存器地址	类别	用途	描述
0000H	DI	控制LED1	1-亮
0000H	AO	升级命令寄存器	写入0x55启动Bootloader，0xAA启动APP

2. 开关量模块（SWITCH，设备地址 01H）

寄存器地址	类别	用途	描述
0000H	DI	读取按键KEY1	1-被按下
0001H	DI	读取按键KEY2	1-被按下
0002H	DI	读取按键KEY3	1-被按下
0000H	DO	控制继电器1	1-吸合
0001H	DO	控制继电器2	1-吸合
0002H	DO	控制LED1	1-亮
0003H	DO	控制LED2	1-亮
0004H	DO	控制LED3	1-亮
0000H	AO	升级命令寄存器	同上

3. 环境监测模块（ENV_MONITOR，设备地址 02H）

寄存器地址	类别	用途	描述
0000H	DO	控制蜂鸣器1	1-响
0001H	DO	控制蜂鸣器2	1-响
0002H	DO	控制LED1	1-亮
0003H	DO	控制LED2	1-亮
0004H	DO	控制LED3	1-亮
0000H	AI	读取光敏电压	0xfff对应3.3V，12位精度
0001H	AI	读取可调电阻电压	0xfff对应3.3V，12位精度
0000H	AO	升级命令寄存器	同上

4. 温湿度模块（TEMP_HUMI，设备地址 03H）

寄存器地址	类别	用途	描述
0000H	DO	控制蜂鸣器1	1-响
0001H	DO	控制蜂鸣器2	1-响
0002H	DO	控制LED1	1-亮
0003H	DO	控制LED2	1-亮
0004H	DO	控制LED3	1-亮
0000H	AI	读取温度	单位0.1℃，16位有符号整数
0001H	AI	读取湿度	单位0.1%RH，16位有符号整数
0000H	AO	升级命令寄存器	同上

说明：此处应有系统任务交互图，展示PC通过USB串口与多个任务（任务1~4）通信，任务分别负责读取开关量传感器按键、更新DI寄存器，将DO值发送给各传感器，以及读取环境监测和温湿度传感器的ADC值更新AI寄存器。该图形象说明了点表中寄存器如何被周期性地读写。

四、Bootloader软件设计

Bootloader的核心任务只有三个：启动判断、处理启动命令、处理文件块。

1. 启动流程

上电后Bootloader首先读取配置信息：

若标记为"启动APP"，则跳转到APP执行。
若标记为"停留在Bootloader"或无有效标记，则停留在Bootloader，等待升级命令。

2. 处理启动命令

收到"进入Bootloader"命令：若当前已在Bootloader则忽略；若在APP则写配置信息并软件复位。
收到"进入APP"命令：写配置信息并软件复位，Bootloader下次启动时会跳转APP。

3. 处理文件块（使用Modbus "Write File Record"）

中控Bootloader：需处理映射信息和固件信息。
- record_no = 0：解析文件头，获取文件大小等信息。
- record_no ≠ 0：根据record_no记录映射表或烧录Flash数据。
传感器Bootloader：只需处理固件信息，直接将数据写入Flash。

图片说明：此处应有Bootloader详细流程图，包含以下分支：

开始 → 判断是否收到"进入Bootloader"命令 → 若已在Bootloader？→ 写配置信息 → 软件复位 → Bootloader根据配置信息不启动APP。

升级流程：接收文件头成功？→ 接收文件块成功？→ 烧录 → 接收完毕？→ 接收"进入APP"命令 → 写配置信息 → 软件复位 → 启动APP。

五、IAP要点及时序

为确保升级可靠且实时反馈，有两个关键设计：

1. 实时烧录与回复

升级中控APP：中控Bootloader每收到一个文件块，立即写入Flash，然后根据写入结果回复Modbus响应。上位机等待响应后再发下一包，出错可重发。
升级传感器APP：中控APP每收到一个文件块，立即转发给传感器，传感器的Bootloader写入Flash后回复中控，中控再回复上位机。同样保证每一包的实时反馈。

2. 命令执行的顺序

目标是中控：中控收到启动命令（如"进入Bootloader"或"进入APP"）后，先回复上位机（因为一旦复位就无法回复），再执行复位操作。
目标是传感器：中控收到命令后，先转发给传感器，等待传感器执行完毕并回复，然后中控再回复上位机，确保命令已生效。

六、上位机程序流程图

上位机升级流程非常清晰：

开始
发送"进入Bootloader"命令（等待目标板回复）
循环发送文件头（直到成功）
循环发送文件块（每发一块等待回复，直到全部发完）
发送"进入APP"命令
退出

图片说明：此处应有上位机流程图，直观展示上述循环判断过程。

总结

IAP升级的核心在于Flash划分 、Bootloader与APP的角色切换 、命令和数据的可靠传输。通过增加统一的命令寄存器，上位机可以灵活控制中控和传感器进入升级模式。Bootloader负责启动判断和实时烧录，确保升级过程稳定。时序图（图片1、2）和流程图（图片4、5、6）清晰展示了各环节的交互，是理解和实现IAP的重要参考。