STM32L051 的 串口升级

STM32L051 的 串口升级（UART Bootloader / IAP）

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一、STM32L051 串口升级总体方案

1、系统架构

Flash 布局（64 KB）
┌─────────────────────┐ 0x08000000
│ Bootloader (8 KB)    │ ← 上电首先运行
├─────────────────────┤ 0x08002000
│ Application A       │ ← 正常运行区
├─────────────────────┤ 0x0800C000
│ Application B       │ ← 备用/升级区（可选）
└─────────────────────┘ 0x08010000

推荐方案：

• Bootloader + 单 App（覆盖升级）
• 双分区（A/B）

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二、启动流程（Bootloader 逻辑）

上电复位
   ↓
Bootloader 启动
   ↓
检查升级标志（Flash / GPIO / 命令）
   ↓
是否需要升级？
   ├─ 是 → 接收串口固件 → 擦写 Flash → 跳转
   └─ 否 → 直接跳转到 App

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三、Flash 分区与关键地址

区域	起始地址	大小
Bootloader	0x08000000	8 KB
Application	0x08002000	56 KB

升级标志位（放在 Flash 末尾）

#define UPDATE_FLAG_ADDR  0x0800FF00
#define UPDATE_MAGIC_NUM  0x12345678

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四、Bootloader 核心代码（HAL 库）

1、串口初始化（UART1）

void UART_Init(void)
{
    huart1.Instance = USART1;
    huart1.Init.BaudRate = 115200;
    huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
    huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
    huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
    HAL_UART_Init(&huart1);
}

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2、跳转到 APP

typedef void (*pFunction)(void);
pFunction JumpToApplication;
uint32_t JumpAddress;

void Jump_To_App(uint32_t app_addr)
{
    __disable_irq();

    JumpAddress = *(__IO uint32_t*)(app_addr + 4);
    JumpToApplication = (pFunction)JumpAddress;

    __set_MSP(*(__IO uint32_t*)app_addr);
    JumpToApplication();
}

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3、 Flash 擦除 & 写入

void Flash_Write(uint32_t addr, uint8_t *data, uint32_t len)
{
    HAL_FLASH_Unlock();

    for (uint32_t i = 0; i < len; i += 4)
    {
        uint32_t word = data[i] |
                       (data[i+1] << 8) |
                       (data[i+2] << 16) |
                       (data[i+3] << 24);

        HAL_FLASH_Program(FLASH_TYPEPROGRAM_WORD, addr + i, word);
    }

    HAL_FLASH_Lock();
}

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五、串口升级协议（简单可靠）

帧格式（推荐）

| HEAD | CMD | LEN | DATA | CRC |
| 0xAA | 0x01|   N | ...  | CRC |

CMD	功能
0x01	开始升级
0x02	发送数据
0x03	结束升级
0x04	校验成功

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接收数据示例

void Receive_Firmware(void)
{
    uint8_t buf[256];
    uint32_t writeAddr = APP_START_ADDR;

    while (1)
    {
        HAL_UART_Receive(&huart1, buf, 132, HAL_MAX_DELAY);

        if (buf[0] == 0xAA && buf[1] == 0x02)
        {
            Flash_Write(writeAddr, &buf[4], 128);
            writeAddr += 128;
        }
        else if (buf[1] == 0x03)
        {
            break;
        }
    }
}

参考代码 stm32l051的串口升级程序 www.youwenfan.com/contentcsv/72126.html

六、APP 程序注意事项

1、中断向量偏移

SCB->VTOR = FLASH_BASE | 0x2000;

2、Linker 修改（Keil）

ROM: 0x08002000
Size: 0xE000

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七、升级触发方式

方式	说明
串口命令	PC 下发升级指令
GPIO 按键	BOOT 引脚拉高
软件标志	写入 Flash 标志
看门狗超时	异常重启升级

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八、防变砖设计

CRC 校验
升级失败自动回滚
Bootloader 不升级
写保护 Option Bytes
掉电保护（页写完成才更新标志）

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九、PC 端升级工具

import serial

ser = serial.Serial('COM3', 115200)

def send_bin(file):
    with open(file, 'rb') as f:
        while True:
            data = f.read(128)
            if not data:
                break
            ser.write(b'\xAA\x02\x80' + data)
    ser.write(b'\xAA\x03\x00')