STM32 OTA应用开发——通过内置DFU实现USB升级（方式2）
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前言
什么是OTA？
百度百科：空中下载技术（Over-the-Air Technology; OTA），是通过移动通信的空中接口实现对移动终端设备及SIM卡数据进行远程管理的技术。经过公网多年的应用与发展，已十分成熟，网络运营商通过OTA技术实现SIM卡远程管理，还能提供移动化的新业务下载功能。
实际上，现在我们所说的OTA比百度百科的定义还要更广泛，OTA的形式已经不再局限于手机和SIM卡，只要涉及到远程下载升级程序的方式我们都可以称之为OTA。例如通过4G，5G，WiFI，蓝牙等无线通讯进行下载升级的可以称为OTA，通过U盘，RS485等串行接口进行升级的也可以称之为OTA。
OTA的作用？
OTA的意义在于它在一定程度上突破了距离的限制，在不借助烧录器的情况下完成固件的下载升级，极大的方便了产品的升级和维护，降低售后成本。
什么是BootLoader？
百度百科：在嵌入式操作系统中，BootLoader是在操作系统内核运行之前运行。可以初始化硬件设备、建立内存空间映射图，从而将系统的软硬件环境带到一个合适状态，以便为最终调用操作系统内核准备好正确的环境。在嵌入式系统中，通常并没有像BIOS那样的固件程序（注，有的嵌入式CPU也会内嵌一段短小的启动程序），因此整个系统的加载启动任务就完全由BootLoader来完成。
实际上，BootLoader不仅仅在操作系统上使用，在一些内存小，功能应用较为简单的单片机设备上面也可以通过BootLoader来完成OTA升级。
什么是DFU？
DFU全称为Download Firmware Update，是ST官方推出的一个通过USB接口进行IAP升级的方案，同串口ISP一样，他们都集成在了芯片内部的Bootloader区段，可以通过配置boot引脚来启动。
不过STM32内置DFU的型号都比较新，像STM32F4系列是有的，但是像F0和F1系列则没有，不过没有关系，如果你用的型号没有内置DFU程序，也可以通过CubeMX来快速生成和移植一个DFU功能程序到你的Flash中来使用。
使用DFU的优缺点？
使用DFU的好处是不用自己制作Bootloader，因为这部分代码在STM32出厂之前就已经做好并且烧录进去了，而且不占用用户代码的Flash，另外，在PC端我们也不需要专门定制一个上位机，因为官方就有专门的升级Tool以及USB驱动。
缺点是要改变boot引脚的电平，才能启动Bootloader，这样的话在应用场景上就有比较大的限制了。
所以，要根据项目的实际需求去选择合适的方案。
我之前也有发过一些关于STM32远程OTA的文章，实现的方式有很多种，感兴趣的同学可以去看一下。
STM32 OTA应用开发——通过内置DFU实现USB升级（方式1）
OTA应用开发系列合集：https://blog.csdn.net/ShenZhen_zixian/article/details/129074047
1 硬件介绍
我这里测试用的是STM32F407。
用到的硬件接口如下：
| 接口 | 引脚 | 作用 |
|---|---|---|
| USB | PA11 PA12 | （必要）通过USB连接PC端，用来传输固件以实现OTA |
| BOOT | BOOT0 BOOT1 | （必要）通过改变boot电平来切换运行模式 |
| 串口 | PA9 | （非必要）通过CH340连接到PC端，打印固件版本号，方便查看升级是否成功 |
| LED | PF9 | （非必要）方便查看代码是否跑起来了 |
BOOT引脚配置对应如下图：
1）主Flash
主Flash起始地址为0x08000000，它指的是STM32内置Flash，通常我们烧录的代码就是存放在这个位置。
2）系统存储器
系统存储器起始地址为0x1FFF0000，这种模式启动的程序功能是由芯片厂家设置的，STM32在出厂时会这个区域内置一段BootLoader， 也就是我们常说的ISP程序， 这是一块ROM，出厂后无法修改。我们要使用的DFU就是放在这里。
3）嵌入式SRAM
嵌入式SRAM起始地址为0x20000000，既然是SRAM，自然也就没有程序存储的能力了，这个模式一般用于程序调试。假如我只修改了代码中一个小小的 地方，然后就需要重新擦除整个Flash，比较的费时，可以考虑从这个模式启动代码（也就是STM32的内存中），用于快速的程序调试，等程序调试完成后，在将程序下载到SRAM中。
2 环境搭建
2.1 Keil uVsion
关于STM32以及Keil的环境这里就不具体介绍了，网上教程也很多，不懂的同学自行查阅资料。
环境搭建好之后需要准备一个能够正常运行的代码，用来测试我们后面的OTA升级。
2.2 DfuSeDemo
1、下载DfuSeDemo
DfuSeDemo是用来升级固件的，可以在ST的官网下载。
下载地址：https://www.st.com/en/development-tools/stsw-stm32080.html
注：本文测试的时候，用的是v3.0.6版本。
2、安装DfuSeDemo
下载完成后直接安装即可。
提示：记住安装的路径，后面要用。
默认安装路径：C:\Program Files (x86)\STMicroelectronics\Software\DfuSe v3.0.6\Bin。
安装好之后打开安装路径的文件夹，会看到以下几个文件。
3、安装驱动
根据自己的操作系统选择对应的驱动。（Win11的自行查阅资料安装）
64系统安装dpinst_amd64.exe，32位系统安装dpinst_x86.exe。
2.3 检查USB驱动
1、让STM32进入系统存储器启动模式
也就是配置BOOT0引脚拉高，BOOT1引脚拉低。
提示：BOOT引脚的状态要在MCU启动之前配置好才能进入对应的模式，可以先配置BOOT引脚再上电，也可以在配置好BOOT引脚之后复位MCU。
2、把STM32的USB连接到PC端
如果前面的驱动安装没有问题，连接上电脑之后可以在设备管理器看到一个STM Device in DFU Mode设备。
3、打开DfuSeDemo
如果驱动和接线都没问题，那么在DfuSeDemo可以看到已连接的STM32设备以及DFU的一些信息（VID、PID以及软件版本）。
提示：如果没有找到设备，请检查前面的步骤。
至此，环境就搭建完成了。
3 OTA升级
3.1 打包新版本固件
因为DfuSeDemo只能下载dfu文件，所以在进行OTA之前我们要先将编译好的hex文件或者bin文件转换成dfu文件。用的工具是DfuFileMgr.exe，前面其实也有提到，在DfuSeDemo的安装目录里面就有，不需要再额外安装了。
hex跟bin最终的效果基本是一样的，根据自己的需求选其中一种方式即可。
1、打包hex文件
步骤如下：
1）输入设备信息
提示：设备信息在DfuSeDemo中可以看到。
2）打开hex文件
3）生成dfu文件
4）保存dfu文件
5）成功生成dfu文件
2、打包bin文件
步骤如下：
1）输入设备信息
提示：设备信息在DfuSeDemo中可以看到。
2）选择bin文件并输入Flash起始地址
3）生成dfu文件
4）保存dfu文件
5）成功生成dfu文件
3.2 升级固件
1、打开DfuSeDemo
2、导入打包好的dfu文件
3、升级固件
4、重启设备
升级完成后可以在DfuSeDemo上面点击Leave DFU mode退出DFU模式。
也可以配置好新的BOOT模式之后重启或重新上电。
提示：BOOT模式要改成主Flash模式（BOOT0引脚拉低）才能正常运行新版本的代码。
至此，整个升级流程就走完了。
结束语
好了，关于如何通过STM32内置DFU实现USB升级就讲到这里，这种方式虽然限制较多，但在某些应用场景是很方便的，比如SB键盘，不需要自己编写Bootloader和上位机就可以实现OTA，而且官方的升级渠道还稳定。其他应用场景就再另说，合适的才是最好的。
如果你有什么问题或者有更好的方法，欢迎在评论区留言。
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OTA应用开发系列合集：https://blog.csdn.net/ShenZhen_zixian/article/details/129074047