DIY STM32 离线下载器（仅SWD下载模式）
一、材料准备
USB-A公座、0.91寸OLED显示屏、按键、W25Q16存储芯片、STM32F103C8T6控制芯片、其他器件若干。
二、硬件设计
三、软件设计
1.模拟U盘功能实现
具体实现方式可查看之前的博客《STM32+W25QXX实现模拟U盘-HAL库》
博客链接：https://blog.csdn.net/qq_45714830/article/details/124324749
2.FATFS文件系统移植
FATFS文件系统源码下载地址
http://elm-chan.org/fsw/ff/00index_e.html
下载完成后将文件夹中的diskio.c diskio.h ff.c ff.h ffconf.h复制放入自己的工程当中
修改diskio.h文件部分代码
/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* Low level disk I/O module SKELETON for FatFs (C)ChaN, 2019 */
/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* If a working storage control module is available, it should be */
/* attached to the FatFs via a glue function rather than modifying it. */
/* This is an example of glue functions to attach various exsisting */
/* storage control modules to the FatFs module with a defined API. */
/*-----------------------------------------------------------------------*/
#include "ff.h" /* Obtains integer types */
#include "diskio.h" /* FatFs lower layer API */
#include "w25qxx.h"
/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* Get Drive Status */
/*-----------------------------------------------------------------------*/
DSTATUS disk_status (
BYTE pdrv /* Physical drive nmuber to identify the drive */
)
{
DSTATUS stat;
switch (pdrv)
{
case 0 :
stat = 0;
return stat;
}
return STA_NOINIT;
}
/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* Inidialize a Drive */
/*-----------------------------------------------------------------------*/
DSTATUS disk_initialize (
BYTE pdrv /* Physical drive nmuber to identify the drive */
)
{
DSTATUS stat;
switch (pdrv)
{
case 0 :
stat = W25QXX_Init();
return stat;
}
return STA_NOINIT;
}
/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* Read Sector(s) */
/*-----------------------------------------------------------------------*/
DRESULT disk_read (
BYTE pdrv, /* Physical drive nmuber to identify the drive */
BYTE *buff, /* Data buffer to store read data */
LBA_t sector, /* Start sector in LBA */
UINT count /* Number of sectors to read */
)
{
switch (pdrv)
{
case 0 :
for (; count > 0; count--)
{
W25QXX_Read(buff, sector * 512, 512);
sector++;
buff += 512;
}
return RES_OK;
}
return RES_PARERR;
}
/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* Write Sector(s) */
/*-----------------------------------------------------------------------*/
#if FF_FS_READONLY == 0
DRESULT disk_write (
BYTE pdrv, /* Physical drive nmuber to identify the drive */
const BYTE *buff, /* Data to be written */
LBA_t sector, /* Start sector in LBA */
UINT count /* Number of sectors to write */
)
{
switch (pdrv)
{
case 0 :
for (; count > 0; count--)
{
W25QXX_Write((uint8_t *)buff, sector * 512, 512);
sector++;
buff += 512;
}
return RES_OK;
}
return RES_PARERR;
}
#endif
/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* Miscellaneous Functions */
/*-----------------------------------------------------------------------*/
DRESULT disk_ioctl (
BYTE pdrv, /* Physical drive nmuber (0..) */
BYTE cmd, /* Control code */
void *buff /* Buffer to send/receive control data */
)
{
switch (pdrv)
{
case 0 :
switch (cmd) {
case GET_SECTOR_COUNT:
*(DWORD * )buff = 4096;
break;
case GET_SECTOR_SIZE :
*(WORD * )buff = 512;
break;
case GET_BLOCK_SIZE :
*(DWORD * )buff = 1;
break;
}
return RES_OK;
}
return RES_PARERR;
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: get_fattime
* 功能说明: 获得系统时间，用于改写文件的创建和修改时间。
* 形 参：无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
DWORD get_fattime(void)
{
/* 如果有全局时钟，可按下面的格式进行时钟转换. 这个例子是2013-01-01 00:00:00 */
return 0; /* Sec = 0 */
}
3、CMSIS-DAP文件移植
这里的文件是查看其他博主的源代码粘贴复制的，没有做修改直接使用的
4、HEX文件转BIN文件实现
Hex文件是可以烧录到MCU中，被MCU执行的一种文件格式。如果用记事本打开可发现，整个文件以行为单位，每行以冒号开头，内容全部为16进制码（以ASCII码形式显示）。Hex文件可以按照如下的方式进行拆分来分析其中的内容：
例如 “:1000080080318B1E0828092820280B1D0C280D2854”可以被看作“0x10 0x00 0x08 0x00 0x80 0x31 0x8B 0x1E 0x08 0x28 0x09 0x28 0x20 0x28 0x0B 0x1D 0x0C 0x28 0x0D 0x28 0x54”
第一个字节 0x10表示本行数据的长度；
第二、三字节 0x00 0x08表示本行数据的起始地址；
第四字节 0x00表示数据类型，数据类型有：0x00、0x01、0x02、0x03、0x04、0x05。
‘00’ Data Rrecord：用来记录数据，HEX文件的大部分记录都是数据记录
‘01’ End of File Record: 用来标识文件结束，放在文件的最后，标识HEX文件的结尾
‘02’ Extended Segment Address Record: 用来标识扩展段地址的记录
‘03’ Start Segment Address Record:开始段地址记录
‘04’ Extended Linear Address Record: 用来标识扩展线性地址的记录
‘05’ Start Linear Address Record:开始线性地址记录
然后是数据，最后一个字节 0x54为校验和。
校验和的算法为：计算0x54前所有16进制码的累加和(不计进位)，检验和 = 0x100 - 累加和
在上面的后2种记录，都是用来提供地址信息的。每次碰到这2个记录的时候，都可以根据记录计算出一个“基”地址。对于后面的数据记录，计算地址的时候，都是以这些“基”地址为基础的。
HEX文件都是由记录（RECORD）组成的。在HEX文件里面，每一行代表一个记录。记录的基本格式为：
Record mark ‘:’ 1 byte
Length 1 byte
Load offset 2 bytes
Record type 1 byte
INFO or DATA n bytes
CHKSUM 1byte
代码实现
#include "hex2bin.h"
#include <stdio.h>
#include "ff.h"
#include "string.h"
static uint8_t HexCharToBinBinChar(char c)
{
if (c >= '0' && c <= '9')
return c - '0';
else if (c >= 'a' && c <= 'z')
return c - 'a' + 10;
else if (c >= 'A' && c <= 'Z')
return c - 'A' + 10;
return 0xff;
}
RESULT_STATUS HexFile2BinFile(char *src, char *dest)
{
FIL f_hex, f_bin;
unsigned int d,d1;
char buffer_hex[1024];
uint8_t buffer_bin[200];
uint8_t bin[200];
uint16_t size,type;
uint16_t i,j,k;
uint8_t flg = 0;
f_open(&f_hex, (const TCHAR *)src, FA_READ);
f_open(&f_bin, (const TCHAR *)dest, FA_OPEN_ALWAYS | FA_WRITE);
j=0;
while(1)
{
f_read(&f_hex,&buffer_hex,1024,&d);
for(i=0;i<d;i++)
{
if(buffer_hex[i] == 0x3A && flg == 0)
flg = 1;
else if(flg == 1)
{
bin[j++] = HexCharToBinBinChar(buffer_hex[i]);
if(j == 8)
{
size = bin[0]<<4 | bin[1];
type = bin[6]<<4 | bin[7];
j = 0;
if(type == 0)
flg = 2;
else if(type == 1)
{
f_close(&f_bin);
return F_RES_OK;
}
else
flg = 0;
}
}
else if(flg == 2)
{
bin[j++] = HexCharToBinBinChar(buffer_hex[i]);
if(j == (size*2))
{
for(k=0;k<size;k++)
buffer_bin[k] = bin[2*k]<<4 | bin[2*k+1];
f_write(&f_bin,&buffer_bin,size,&d1);
flg = 0;
j=0;
}
}
}
}
}
5、主函数（文件选择实现、更改下载地址实现）
5.1 主函数
int main(void)
{
uint8_t RES_FS = 0;
uint8_t addr[4];
HAL_Init();
SystemClock_Config();
OLED_Init();
MX_USB_DEVICE_Init();
MX_KEY_Init();
MX_LED_Init();
STMFLASH_Read(FLASH_SAVE_ADDR,(uint16_t *)addr,4);
flash_addr = ((addr[0]<<8 |addr[1])<<8|addr[2])<<8|addr[3];
//FATFS文件系统挂载
algo_init(); //下载算法初始化
RES_FS = f_mount(&fs,"",1); //挂载文件系统
if (RES_FS == FR_OK);
else if (RES_FS == FR_NO_FILESYSTEM) //如果是新芯片还没有文件系统
{
OLED_ShowString(0, 2, "Fatfs Format..", 12);
f_mkfs("", 0, work, sizeof(work));
OLED_ShowString(0, 2, "Format Finished", 12);
}
else
OLED_ShowString(0, 2, "Fatfs Failed..", 12);
// f_unlink("write.bin");
//读取文件名到文件列表
if (f_opendir(&DirInfo, (const TCHAR *)"0:") == FR_OK) //读取根目录下文件信息
{
f_readdir(&DirInfo, &FileInfo);
while (f_readdir(&DirInfo, &FileInfo) == FR_OK) //读文件信息到文件状态结构体中
{
if (!FileInfo.fname[0])
break;
strcpy(Name_Buffer[name_cnt], FileInfo.fname);
if(strstr(Name_Buffer[name_cnt], ".BIN"))
{
name_cnt++;
if(name_cnt>=20) //最多保存20个文件名
break;
}
if(strstr(Name_Buffer[name_cnt], ".HEX"))
{
name_cnt++;
if(name_cnt>=20) //最多保存20个文件名
break;
}
}
}
while (1)
{
menu();
}
/* USER CODE END 3 */
}
void menu(void)
{
static uint8_t mode_status = 0;
switch(mode)
{
case 0://功能选择
select_function();
break;
case 1://离线下载模式
Downloader();
break;
case 2://flash下载地址
FlashAddr_Set();
break;
}
if(mode != mode_status)
{
mode_status = mode;
OLED_Clear();
}
}
5.2 文件选择实现
void Downloader(void)
{
uint8_t key =0;
key = KEY_Scan();
if(key == KEY0_PRES)
{
Select_file++;
OLED_ShowString(0,2," ",12);
}
else if(key == KEY1_PRES)//返回主页面
mode = 0;
else if(key == KEY2_PRES)
Auto_Fash();
if(name_cnt == 0)
Select_file = 0;
else
{
if(Select_file>=name_cnt)
Select_file=0;
else if(Select_file<0)
Select_file=name_cnt-1;
}
OLED_ShowMenu(1);
OLED_ShowString(0,2,(uint8_t*)Name_Buffer[Select_file],12);
if(name_cnt == 0)
OLED_ShowNum(90,0,Select_file,2,12);
else
OLED_ShowNum(90,0,Select_file+1,2,12);
OLED_ShowString(102,0,"/",12);
OLED_ShowNum(114,0,name_cnt,2,12);
}
5.3 flash选择地址设置
void FlashAddr_Set(void)
{
static uint8_t k=0,k1=0;
static uint8_t setmode =0;
uint8_t addr[8];
uint8_t key=0,i;
uint8_t ad[4];
addr[7] = (flash_addr/0x01)%16;
addr[6] = (flash_addr/0x10)%16;
addr[5] = (flash_addr/0x100)%16;
addr[4] = (flash_addr/0x1000)%16;
addr[3] = (flash_addr/0x10000)%16;
addr[2] = (flash_addr/0x100000)%16;
addr[1] = (flash_addr/0x1000000)%16;
addr[0] = (flash_addr/0x10000000)%16;
OLED_ShowMenu(2);
OLED_ShowString(0,2,"0x",12);
while(1)
{
for(i=0;i<8;i++)
{
if(addr[i]<10)
OLED_ShowChar(18+6*i,2,addr[i]+48,12);
else
OLED_ShowChar(18+6*i,2,addr[i]+65-10,12);
}
key = KEY_Scan();
if(key == KEY0_PRES)
{
if(setmode == 0)
{
OLED_ShowString(18+6*k,3,"|",12);
setmode = 1;
}
else if(setmode == 1)
{
addr[k]++;
if(addr[k]>15)
addr[k]=0;
}
}
else if(key == KEY1_PRES)
{
if(setmode == 0)
{
mode = 0;
break;
}
else if(setmode == 1)
{
k++;
if(k>=8)
k=0;
}
}
else if(key == KEY2_PRES)
{
if(setmode == 0)
{
flash_addr = 0;
ad[0] = addr[0]<<4|addr[1];
ad[1] = addr[2]<<4|addr[3];
ad[2] = addr[4]<<4|addr[5];
ad[3] = addr[6]<<4|addr[7];
flash_addr = ((ad[0]<<8|ad[1])<<8|ad[2])<<8|ad[3];
STMFLASH_Write(FLASH_SAVE_ADDR,(uint16_t *)ad,4);
HAL_Delay(1000);
mode = 0;
k=0;
break;
}
else if(setmode == 1)
{
setmode = 0;
OLED_ShowString(18+6*k1,3," ",12);
}
}
if(k1 != k)
{
OLED_ShowString(18+6*k1,3," ",12);
OLED_ShowString(18+6*k,3,"|",12);
k1 = k;
}
}
}
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