STM32F1自带的ISP协议
背景
STM32F1在厂家固件中固定写入一个ISP的驱动，当配制好相应的启动管脚时，就可以通过UART1及相关的通信协议与MCU进行通信。可以进行一个FLASH的读写操作。
从使用的角度添加了一个交互操作方法，用户可以通过这种方式对MCU进行程序烧序，或者通过SWD，或者自己定义程序更新的应用。
硬件电路
BOOT管脚配置
BOOT0 = 1, BOOT1 = 0这种情况下上电即可。
一键ISP电路
配制成串口ISP的时候，若想从MAIN FLASH中开始运行程序，需要将BOOT0,BOOT1的管脚进行重新配置，操作起来比较麻烦。通过一键ISP电路，通过设置UART的RTS，与DTR管脚设置来达到切换BOOT0,BOOT1管脚电平的效果。
可以在不用改动硬件接线的情况下，通过软件设置来达到启动选项的切换。
UART参数设置
UART硬件参数为，1位起始位，8位数据位，偶校检，1位停止位。波特率STM32在收到0x7F这个配对信号后，自动调整与之相对应的波特率。
ISP协议解析
概览
不同版本的ISP协议，命令会有些偏差。
返回代码ACK=0x79,NACK=0x1F
sync
| host | device | note |
|---|---|---|
| 0x7f | - | 发送0x7f，单片机收到后会自动匹配波特率。 |
| - | 0x79(ACK)/0x1F(NACK) | device返回ACK或NACK，表示对host的反应。 |
在已经发送过其他非0x7f的命令下，再发送0x7f，有时间并不会返回ACK指令，或者会返回NACK指令。
原因在于刚开始的指令造成STM32本身的波特率选择混乱，故不能正常返回。需要在复位后第一时间发送同步0x7f指令。
get command
| host | device | note |
|---|---|---|
| 0x00 + 0xff | - | |
| - | 0x79(ACK)/0x1F(NACK) | |
| - | N | 1字节，表示下面要接收到的字节数。bootloaderversion字节数 + 所有指令字节数 = N+1 |
| - | bootloader version | 1字节，如0x21代表2.1版本 |
| - | 所有支持的指令 | 多个字节，每个字节数据都表示一个支持的指令 |
| - | 0x79(ACK)/0x1F(NACK) | 指令执行结束后会返回0x79 |
| 返回的所有指令 |
get version & read protection
| host | device | note |
|---|---|---|
| 0x01+0xfe | - | |
| - | 0x79(ACK)/0x1F(NACK) | |
| - | bootloader version | 0x10 = 1.0 |
| - | 2个字节 | 这两个字节和保护状态有关 |
| - | 0x79(ACK)/0x1F(NACK) |
get ID command
| host | device | note |
|---|---|---|
| 0x02+0xfd | - | |
| - | 0x79(ACK)/0x1F(NACK) | |
| - | N | 1字节，表示下面 PID字节数 - 1 |
| - | PID | 多字节(上一个字节已指明字节数)，先传高位后传低位。我这次用的stm32f103c8t6是2字节。 |
| - | 0x79(ACK)/0x1F(NACK) |
Erase Memory command
| host | device | note |
|---|---|---|
| 0x43+0xbc | - | |
| - | 0x79(ACK)/0x1F(NACK) | |
| 0xff+0x00 | - | 这是全擦指令 |
| - | 0x79(ACK)/0x1F(NACK) |
Write Memory command
| host | device | note |
|---|---|---|
| 0x31+0xCE | - | |
| - | 0x79(ACK)/0x1F(NACK) | |
| addr | - | 4字节，下载地址。用户flash起始地址是0x08000000。先发高位，后发低位 |
| addr checksum | - | 1字节，地址的checksum，就是上面4字节数据的异或。 |
| - | 0x79(ACK)/0x1F(NACK) | |
| count | - | 1字节，表示后面将要传输的字节数，范围(0, 255]。字节数 = 这个值+1，也就是说最大传输256字节。 |
| data | - | 多字节，字节数 = count + 1，最大256字节。这里下载进去的是bin文件，不是hex |
| checksum | - | 1字节，上面的data数据，以及数据个数count的checksum。注意这里的checksum包含数据和个数 |
| - | 0x79(ACK)/0x1F(NACK) |
Read Memory command
| host | device | note |
|---|---|---|
| 0x11+0xEE | 0x79(ACK)/0x1F(NACK) | |
| addr | - | 4字节，下载地址。用户flash起始地址是0x08000000。先发高位，后发低位 |
| addr checksum | - | 1字节，地址的checksum，就是上面4字节数据的异或。 |
| - | 0x79(ACK)/0x1F(NACK) | |
| count | - | 1字节，将要读取的数据个数，0~255。count+1就是将要读取的字节数，最多读取256字节。 |
| checksum | - | 1字节，count的按位取反。 |
| - | 0x79(ACK)/0x1F(NACK) | |
| - | data | count+1个字节，这就是要读取的数据。 |
Readout Protect command
| host | device | note |
|---|---|---|
| 0x82+0x7d | - | 发送0x7f，单片机收到后会自动匹配波特率。 |
| - | 0x79(ACK)/0x1F(NACK) | device返回ACK或NACK，表示对host的反应。 |
| - | 0x79(ACK)/0x1F(NACK) | device返回ACK或NACK，表示对host的反应。 |
Readout Unprotect command
| host | device | note |
|---|---|---|
| 0x92+0x6d | - | 发送0x7f，单片机收到后会自动匹配波特率。 |
| - | 0x79(ACK)/0x1F(NACK) | device返回ACK或NACK，表示对host的反应。 |
| - | 0x79(ACK)/0x1F(NACK) | device返回ACK或NACK，表示对host的反应。 |
Readout Protect 与 Unprotect 命名返回的ACK，是分一个间隔返回的，并不是同时返回的，处理的时候需要一个等待操作
同时无论Protect 还是 Unprotect操作后，ISP的通信都需要重新同步后，才能正常工作。
checksum计算方法
checksum主要计算的是发送的数据的checksum并不包括最早的指令，以addr为例，checksum就是addr的四个字节进行xor计算出checksum的值
uint8_t Isp::check_sum(uint8_t *pData_, int len_)
{
uint8_t checkSum = 0;
while(len_--)
{
checkSum ^= *pData_++;
}
return checkSum;
}
总结
STM32F1的ISP协议给了我们用户多了一种途径对程序固件进行更新的操作方式。
不过STM32F1的ISP容错效果并不是很好，只要一出错就需要将ISP重新开始同步，有时还需要将芯片进行复位操作
