一、串口升级原理与内存划分

1.1 串口升级的概念

串口升级（UART Firmware Update）是通过串口接收新固件数据，并将其写入 Flash，实现固件更新的方式。其有以下特点和作用：

• 无需专用烧录器
• 可以远程升级
• 便于现场维护
• 成本低（仅需串口连接）

1.2 Flash 分区（128KB）

典型的Flash分区布局：

Flash 内存布局（128KB）：
┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 0x08000000 - 0x08003FFF (16KB)                          │
│ 引导程序区 (Bootloader)                                  │
│ - 串口升级程序                                           │
│ - 应用程序跳转逻辑                                       │
│ - 不能被覆盖                                             │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│ 0x08004000 - 0x0801FFFF (112KB)                         │
│ 应用程序区 (Application)                                 │
│ - 用户应用程序                                           │
│ - 可以被升级覆盖                                         │
│ - 起始地址：0x08004000                                   │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘

分区	起始地址	大小	用途
引导区（Bootloader）	0x08000000	16KB (0x4000)	whr-ees-bootloader-arm
应用区（Application）	0x08004000	112KB (0x1C000)	whr-ees-bootloader-app

通过将内存分区，可以实现：

• 引导程序区：永久驻留，负责升级和跳转
• 应用程序区：可更新的用户程序

1.3 RAM 分区（8KB）

分区	起始地址	大小	用途
RAM	0x20000000	8KB (0x2000)	两个项目共享

1.4 典型的串口升级流程

二、创建一个小的应用程序

本示例使用 凌动微 MM32SPIN0280，参数信息如下：

MM32SPIN0280 Series 

Subfamily: MM32SPIN0280

Frequency: 96MHz 
Memory: 128 kB Flash, 8 kB RAM
Communication: up to 3 x UART, 2 x SPI, 1 x I2C,2 x I2S,  
Analog : ADC, COMP,OPAMP
power saving mode:stop, sleep, and standby mode

作为原始程序和要升级的程序，只实现简单的点LED。v1版本开机闪一下，v2版本开机闪两下LED。

1. main.c

#include "hal_gpio.h"
#include "hal_rcc.h"
#include "hal_uart.h"
#include "mm32_device.h"

/**
 * @brief 简单的延时函数（毫秒级）
 * @param ms 延时的毫秒数
 */
static void Delay_Ms(u32 ms)
{
    /* 简单的循环延时，根据实际系统时钟调整 */
    volatile u32 i, j;
    for (i = 0; i < ms; i++) {
        for (j = 0; j < 8000; j++) {  // 根据系统时钟调整此值
            __ASM("nop");
        }
    }
}

/**
 * @brief 发送单个字符
 * @param ch 要发送的字符
 */
static void UART_SendChar(char ch)
{
    UART_SendData(UART1, (u16)ch);
    /* 等待发送完成 */
    while (RESET == UART_GetFlagStatus(UART1, UART_FLAG_TXEPT)) {
    }
}

/**
 * @brief 发送字符串
 * @param text 要发送的字符串指针
 */
static void UART_SendString(const char* text)
{
    if (text == NULL) {
        return;
    }
    /* 逐个发送字符 */
    while (*text != '\0') {
        UART_SendChar(*text++);
    }
}

/**
 * @brief 初始化串口
 * @note 使用 UART1，PB8(RX), PB9(TX)，波特率 115200
 */
static void UART_Init_UART1(void)
{
    GPIO_InitTypeDef gpio;
    UART_InitTypeDef uart;

    /* 使能 GPIOB 和 UART1 时钟 */
    RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBENR_GPIOB, ENABLE);
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2ENR_UART1, ENABLE);

    /* 配置 PB8 和 PB9 为 UART1 复用功能 */
    GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_PinSource8, GPIO_AF_0);
    GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_PinSource9, GPIO_AF_0);

    /* 配置 PB8 (RX) 为上拉输入 */
    GPIO_StructInit(&gpio);
    gpio.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;
    gpio.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    gpio.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
    GPIO_Init(GPIOB, &gpio);

    /* 配置 PB9 (TX) 为复用推挽输出 */
    GPIO_StructInit(&gpio);
    gpio.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
    gpio.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    gpio.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_Init(GPIOB, &gpio);

    /* 配置 UART1 参数：115200, 8N1 */
    UART_StructInit(&uart);
    uart.BaudRate = 115200;
    uart.WordLength = UART_WordLength_8b;
    uart.StopBits = UART_StopBits_1;
    uart.Parity = UART_Parity_No;
    uart.HWFlowControl = UART_HWFlowControl_None;
    uart.Mode = UART_Mode_Rx | UART_Mode_Tx;
    UART_Init(UART1, &uart);

    /* 使能 UART1 */
    UART_Cmd(UART1, ENABLE);
}

int main(void)
{
    GPIO_InitTypeDef gpio;
    
    /* 初始化串口 */
    UART_Init_UART1();
    
    /* 启动时输出版本信息 */
    UART_SendString("v1\r\n");
    
    /* 使能 GPIO 时钟（LED连接在GPIOD Pin 8） */
    RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBENR_GPIOD, ENABLE);
    
    /* 配置 GPIO 为推挽输出 */
    GPIO_StructInit(&gpio);
    gpio.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;      // LED连接在PD8
    gpio.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    gpio.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    GPIO_Init(GPIOD, &gpio);
    
    /* 打开LED（启动时闪烁一次） */
    GPIO_SetBits(GPIOD, GPIO_Pin_8);
    Delay_Ms(500);
    GPIO_ResetBits(GPIOD, GPIO_Pin_8);
    
    /* 主循环 - LED持续闪烁 */
    while (1) {
        /* 打开LED */
        GPIO_SetBits(GPIOD, GPIO_Pin_8);
        Delay_Ms(500);
        
        /* 关闭LED */
        GPIO_ResetBits(GPIOD, GPIO_Pin_8);
        Delay_Ms(500);
    }
}

2. APPDEMO.sct

sct文件主要作用是告诉链接器把哪些内容（代码、常量、变量、栈、堆……）放到芯片的哪一段内存里。

; ***********************************************************************
; *** Scatter-Loading Description File for Application ***
; ***********************************************************************
; 应用程序起始地址：0x08004000 (引导程序占用 0x08000000 ~ 0x08003FFF，共16KB)
; 应用程序可用空间：0x08004000 ~ 0x0801FFFF (约112KB)

LR_IROM1 0x08004000 0x0001C000 {    ; Flash区域 (从0x08004000开始，112KB可用)
  ER_IROM1 0x08004000 0x0001C000 {  ; 代码和数据起始地址：0x08004000
   *.o (RESET, +First)
   *(InRoot$$Sections)
   .ANY (+RO)
   .ANY (+XO)
   *.o (CHECKSUM, +Last)
  }

  RW_IRAM1 0x20000000 0x00002000 {  ; RAM区域 (8KB)
   .ANY (+RW +ZI)
  }
}

Load Region

链接器会把所有将来要烧进 Flash 的内容安排到这 112 KB 空间里。

Execution Region 1 —— 代码/常量（在 Flash 里原地执行）

在ER_IROM1 大括号里是输入段选择模板，说明如下：

语法	含义
*.o (RESET, +First)	把所有目标文件里的 RESET 输入段放到最开头。RESET 通常就是中断向量表（__Vectors）。
*(InRoot$$Sections)	让链接器把 C/C++ 运行时必须的“根模块”加进来，比如 _main.o、__scatter*.o 等，省得自己手动列。
.ANY (+RO)	剩下的所有“只读”段（代码、常量、字符串字面量…）按任意顺序填进来。
.ANY (+XO)	带 __attribute__((execute_only)) 的代码段，防止被当成数据读取，提高安全性。
*.o (CHECKSUM, +Last)	把名为 CHECKSUM 的段放到末尾，常用于 IAP/Bootloader 做完整性校验。

Execution Region 2 —— RAM 区（变量/栈/堆）

RW_IRAM1 0x20000000 0x00002000 {

0x2000_0000 是 STM32 片内 SRAM 的起始地址。
0x00002000 = 8 KB，长度与注释一致。
.ANY (+RW +ZI)
+RW：已初始化的全局/静态变量（.data）。
+ZI：零初始化段（.bss、栈、堆）。
链接器会把这些变量在 Flash 里留一份初值镜像，启动时由 __scatterload 代码自动复制/清零到 RAM。

LR 决定烧录布局，ER 决定运行布局；地址相同就原地执行，地址不同链接器负责搬。

keil里与sct配置保持一致：

3. 编译bin设置

在keil里设置：

$K\ARM\ARMCLANG\bin\fromelf.exe --bin --output .\Bin\@L.bin !L

下一篇文章将先实现引导程序项目框架。