【GD32F303红枫派开发板使用手册】第二十九讲 USB-IAP升级实验

29.1实验内容

通过本实验主要学习以下内容：

USB IAP升级操作

29.2实验原理

USB IAP升级本例程中使用的是Custom HID中的IAP设备类，其设备类协议的实现与HID的类似，主要包括GET_REPORT/GET_IDLE/GET_PROTOCOL/SET_REPORT/SET_IDLE/SET_PROTOCOL/USB_GET_DESCRIPTOR等。IAP的功能为通过USB接口通信的方式对app端代码进行更新。

29.3硬件设计

USB虚拟键盘实验章节已介绍。

29.4代码解析

IAP主函数如下所示，开始主要为delay延迟配置以及按键配置，之后判断KEY1按键是否被按下，如果KEY1按键没被按下，将会进入到跳转代码段，如果APP_LOADED_ADDR（0x08008000U）地址中有对应APP的堆栈指针，则认为APP段有数据可直接跳转执行。如果堆栈指针校验异常，则跳出判断执行后续代码；如果KEY1按键被按下，则跳过跳转语句段，直接运行USB IAP的升级代码。通过RCU/USB等相关配置后，在PC端将会识别一个USB IAP设备。

C

int main(void)

{

uint32_t app_address;

app_func application;

uint32_t sram_sect = REG32(APP_LOADED_ADDR);

driver_init();

/* configure KEY1 key to run firmware */

bsp_key_init(&KEY1);

/* KEY1 key must be pressed on board when power on */

if(SET !=bsp_key_state_get(&KEY1)) {

/* test if user code is programmed starting from address 0x8008000 */

if((sram_sect >= SRAM_BASE_ADDR) && (sram_sect < SRAM_END_ADDR)){

app_address = *(__IO uint32_t*) (APP_LOADED_ADDR + 4U);

application = (app_func) app_address;

/* initialize user application's stack pointer */

__set_MSP(*(__IO uint32_t*) APP_LOADED_ADDR);

/* jump to user application */

application();

}

}

/* system clocks configuration */

rcu_config();

/* GPIO configuration */

gpio_config();

/* USB device configuration */

usbd_init(&usbd_iap, &iap_desc, &iap_class);

/* NVIC configuration */

nvic_config();

/* enabled USB pull-up */

usbd_connect(&usbd_iap);

while (1){

}

}

HID报文描述符如下所示，该报文描述符描述了收发数据类型以及长度，其中，主机发送的IAP命令和数据长度为63个字节，MCU从机回复的状态数据长度为16个字节。

C

const uint8_t iap_report_desc[USB_DESC_LEN_IAP_REPORT] =

{

0x05, 0x01, /* USAGE_PAGE (Generic Desktop) */

0x09, 0x00, /* USAGE (Custom Device) */

0xa1, 0x01, /* COLLECTION (Application) */

/* IAP command and data */

0x85, 0x01, /* REPORT_ID (0x01) */

0x09, 0x01, /* USAGE (IAP command) */

0x15, 0x00, /* LOGICAL_MINIMUM (0) */

0x25, 0xff, /* LOGICAL_MAXIMUM (255) */

0x75, 0x08, /* REPORT_SIZE (8) */

0x95, 0x3f, /* REPORT_COUNT (63) */

0x91, 0x82, /* OUTPUT (Data,Var,Abs,Vol) */

/* device status and option byte */

0x85, 0x02, /* REPORT_ID (0x02) */

0x09, 0x02, /* USAGE (Status and option byte) */

0x15, 0x00, /* LOGICAL_MINIMUM (0) */

0x25, 0xff, /* LOGICAL_MAXIMUM (255) */

0x75, 0x08, /* REPORT_SIZE (8) */

0x95, 0x10, /* REPORT_COUNT (16) */

0x81, 0x82, /* INPUT (Data,Var,Abs,Vol) */

0xc0 /* END_COLLECTION */

};

MCU接收到主机发送的数据后，将会进入iap_data_out回调函数，其中实现了IAP download（数据下载）、IAP Erase（擦除操作）、IAP OPTION BYTE（获取选项字节）、IAP LEAVE（退出IAP模式）、IAP GETBIN ADDRESS（获取APP起始地址）几个功能。

C

static void iap_data_out (usb_dev *udev ,uint8_t ep_num)

{

usbd_iap_handler *iap = (usbd_iap_handler *)udev->class_data[USBD_IAP_INTERFACE];

if (0x01U == iap->report_buf[0]) {

switch(iap->report_buf[1]) {

case IAP_DNLOAD:

iap_req_dnload(udev);

break;

case IAP_ERASE:

iap_req_erase(udev);

break;

case IAP_OPTION_BYTE:

iap_req_optionbyte(udev);

break;

case IAP_LEAVE:

iap_req_leave(udev);

break;

case IAP_GETBIN_ADDRESS:

iap_address_send(udev);

break;

default:

break;

}

}

usbd_ep_recev(udev, IAP_OUT_EP, iap->report_buf, IAP_OUT_PACKET);

}

29.5实验结果

将本实验历程烧录到红枫派开发板中，打开GD32 ALL IN One上位机，如下图所示，接口选择USB，Bootloader协议选择IAP，之后点击connect进行连接。

连接成功后，显示如下图所示，connect按钮变成disconnect，且在左下角显示芯片信息。

右侧栏目即为USB IAP可实现的功能，主要包括载升级代码，其他功能为灰色不能操作。点击Browse选择下载bin或者hex文件，之后点击download即可进行下载，下载完成后，进度条显示100%，即完成升级下载。