C#制作STM32上位机升级工具(完整教程)

单片机爱好者 2020-07-09


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本文转自21ic论坛,作者cry1109

思路很简单,C#制作一个上位机工具,将读取的bin文件通过串口下发至单片机,一帧数据包含:7字节的Modbus协议帧头+200字节数据更新包(最后一帧少于等于200字节)+2字节的CRC校验码。单片机在boot中解析协议,协议解析无误后,将数据更新包写入Flash中,然后返回特定的数据。上位机根据返回的数据判断本次数据是否写入成功,如果写入成功继续下发新的更新包,如果写入失败重复发送本次更新包。通讯间隔100ms。

开发环境:Visio Studio 2015

一.新建windows窗体应用程序:

二.绘制基本界面:

在工具箱中的公共控件下找到以下三个控件Label、ComboBox、Button,拖拽到Form中。鼠标点击控件后可以在属性栏中修改控件的相应属性。

选中修改串口波特率对应的CommboBox控件,点击Items属性,输入相应的波特率值,保存。其他控件的属性就是改改名字,外形大小、颜色等。

然后再放两个TextBox控件显示加载信息等,以及几个按钮。最后界面如下:

三.添加串口控件以及文件对话框:

在工具箱中找打组件下的SerialPort控件,也就是串口控件;对话框下的OpenFileDialog控件,拖拽到Form下的空区域中

现在所用到的控件都已经加到窗体中了,基本工作已经完成了。接下来开始撸代码了。

四.代码撸起来

1.搜索可用串口,并显示在CommboBox中显示串口名称。双击搜索端口按钮,会自动跳转到代码编辑处,在button_Clik事件函数下添加更新端口的函数。

private void button2_Click(object sender, EventArgs e){ string[] ArryPort = System.IO.Ports.SerialPort.GetPortNames();
comboBox2.Items.Clear();
for (int i = 0; i < ArryPort.Length; i++) { comboBox2.Items.Add(ArryPort[i]); }}

2.打开/关闭串口。双击启用端口按钮,加入以下代码。

private void button1_Click(object sender, EventArgs e){ if (button1.Text == "启用端口") { try { serialPort1.PortName = comboBox2.Text; serialPort1.Open(); comboBox2.Enabled = false; button2.Enabled = false; button1.Text = "关闭端口"; } catch { System.Media.SystemSounds.Beep.Play(); MessageBox.Show("端口打开失败", "错误"); } } else { try { serialPort1.Close(); button2.Enabled = true; comboBox2.Enabled = true; button1.Text = "启用端口"; } catch { System.Media.SystemSounds.Beep.Play(); MessageBox.Show("关闭串口失败", "错误"); } }}

3.修改串口波特率。双击串口波特率对应的CommboBox,加入以下代码。

private void comboBox1_SelectedIndexChanged(object sender, EventArgs e){ serialPort1.BaudRate = Convert.ToInt32(comboBox1.Text); }

4.在Form1_Load中创建串口接收线程,并且初始化串口波特率,串口的其他参数配置使用默认即可。串口接收也可以使用数据接收事假,类似于STM32的串口接收中断。下面的代码是创建串口接收线程,以线程的方式接收串口数据。

private void Form1_Load(object sender, EventArgs e){ serialPort1.BaudRate = 115200; comboBox1.Text = "115200";
Thread ReadSerialPort = new Thread(new ParameterizedThreadStart(SerialPortReadThread)); ReadSerialPort.IsBackground = true; ReadSerialPort.Start();}


如果使用事件的方式接收数据,按一下步骤操作即可:

5.打开.bin文件。双击文件按钮,加入以下代码:

string BinText;OpenFileDialog MyFileDialog;private void button7_Click(object sender, EventArgs e){ BinText = "";
MyFileDialog = new OpenFileDialog(); MyFileDialog.InitialDirectory = Environment.GetFolderPath(Environment.SpecialFolder.DesktopDirectory); MyFileDialog.Filter = @"|*.bin"; if (MyFileDialog.ShowDialog() == DialogResult.OK) { string filePath = MyFileDialog.FileName; FileStream Myfile = new FileStream(filePath,FileMode.Open,FileAccess.Read); BinaryReader binreader = new BinaryReader(Myfile); MyPublicPara.FileLength = (int)Myfile.Length;//获取bin文件长度 MyPublicPara.Binchar = binreader.ReadBytes((int)Myfile.Length); textBox4.Text = MyFileDialog.SafeFileName; textBox4.Text += " "+Myfile.Length+"Byte\r\n\r\n"; }}

到这一步,我们已经可以打开串口、打开指定的bin文件了,接下来就是通过串口把bin文件发出去。

6.发送bin文件。

点击开始更新按钮,加入以下代码:

public delegate void ClearProgressValue();Progress progressForm;List<Progress> ListForm = new List<Progress>(); //创建窗体集合private void button8_Click(object sender, EventArgs e){ byte[] SysRestar_CMD = { 0x01, 0x10, 0x36, 0x51, 0x00, 0x02, 0x04, 0x13, 0x52, 0x00, 0x62, 0x00, 0x00 };
ushort crc_value = ModbusCRC16(SysRestar_CMD, 13); SysRestar_CMD[11] = (byte)((crc_value >> 8) & 0xff); SysRestar_CMD[12] = (byte)(crc_value & 0xff); if (serialPort1.IsOpen) serialPort1.Write(SysRestar_CMD, 0, 13);
textBox5.Text = ""; BinText = ""; MyPublicPara.UpdataCount = 0; progressForm = new Progress(); progressForm.StartPosition = FormStartPosition.CenterScreen;
if (ListForm.Count != 0) { ListForm[0].Close(); ListForm.Clear(); } progressForm.Show(); ListForm.Add(progressForm); //将更新进度窗体加入集合中
button8.Enabled = false; Delay(2000); if ((MyPublicPara.FileLength > 10000) && (MyPublicPara.FileLength < 100000) && (serialPort1.IsOpen)) { Thread SendReadFile = new Thread(new ParameterizedThreadStart(SendBinFileThread));//创建下发更新文件线程 SendReadFile.IsBackground = true; SendReadFile.Start();//启动线程 }}

开始更新后,先下发一个复位指令,让单片机复位进入boot程序,延迟2s后创建下发bin文件的线程,开始更新。指令格式按照modbus协议,不清楚modbus协议的百度之。这里提供一个modbus的16位CRC校验计算公式,可以用来计算或者校验一帧数据的CRC,如下:

public static ushort ModbusCRC16(byte[] data,int length){ int len = length - 2; ushort crc_value = 0xFFFF;
for (int i = 0; i < len; i++) { crc_value ^= (ushort)data[i]; for (int j = 8; j != 0; j--) { if ((crc_value & 0x0001) != 0) { crc_value >>= 1; crc_value ^= 0xA001; } else { crc_value >>= 1; } } }
return crc_value = (ushort)(((crc_value & 0x00ff) << 8) | ((crc_value & 0xff00) >> 8));}

7.开始下发bin文件。

 /*------------------------------------------------------------------------------------------ * 函数名称:Updata(object length) * 描 述:下发.BIN文件 * 输 入:无 * 输 出:无 * ----------------------------------------------------------------------------------------*/  public delegate void SendBin(); public void Updata() { int TxCount = 0; int i = 0; byte[] Updata_CMD = new byte[256]; Updata_CMD[TxCount++] = 0x01; Updata_CMD[TxCount++] = 0x10; Updata_CMD[TxCount++] = 0x26; Updata_CMD[TxCount++] = 0X54; Updata_CMD[TxCount++] = 0x00;
if(MyPublicPara.UpdataCount < (MyPublicPara.FileLength / 200)) { Updata_CMD[TxCount++] = 0X64; Updata_CMD[TxCount++] = 0xC8;
for (i = 0; i < 200; i++) { Updata_CMD[TxCount++] = MyPublicPara.Binchar[MyPublicPara.UpdataCount * 200+i]; } } else if (MyPublicPara.UpdataCount == (MyPublicPara.FileLength / 200)) { Updata_CMD[TxCount++] = (byte)((MyPublicPara.FileLength - 200 * MyPublicPara.UpdataCount) / 2); Updata_CMD[TxCount++] = (byte)(Updata_CMD[5] * 2);
for (i = 0; i < (MyPublicPara.FileLength-(MyPublicPara.FileLength / 200)*200); i++) { Updata_CMD[TxCount++] = MyPublicPara.Binchar[MyPublicPara.UpdataCount * 200 + i]; }
MyPublicPara.UpdataCount = (MyPublicPara.FileLength / 200) + 1; //已经更新到最后一帧 }
ushort crc_value = ModbusCRC16(Updata_CMD, TxCount); Updata_CMD[TxCount++] = (byte)((crc_value >> 8) & 0xff); Updata_CMD[TxCount++] = (byte)(crc_value & 0xff);
if (serialPort1.IsOpen) serialPort1.Write(Updata_CMD, 0, TxCount);
CMD_TO_SEND = (ushort)command.UPDATA_CMD;
for (i = 0; i < TxCount; i++) { BinText += Updata_CMD[i].ToString("X2") + " "; } UpdataMessageToShow(BinText + "\r\n"); BinText = ""; }
/*------------------------------------------------------------------------------------------ * 函数名称:SendBinFileThread(object length) * 描 述:下发更新固件线程 * 输 入:无 * 输 出:无 * ----------------------------------------------------------------------------------------*/ public delegate void Button8Click(); private void Button8Enable() { button8.Enabled = true; } public void SendBinFileThread(object length) { while (MyPublicPara.UpdataCount <= ((MyPublicPara.FileLength / 200))) { this.Invoke(new SendBin(Updata));
Thread.Sleep(100); } this.Invoke(new Button8Click(Button8Enable)); MyPublicPara.UpdataCount = 0; }

前面说了,下发bin文件时在线程中完成的,点击开始更新按钮时创建了一个下发bin文件的线程。为了在下发更新文件时不影响界面的流程度,我们使用了线程委托的方式 public delegate void SendBin()。

8.有发有回。

STM32更新固件一定要小心,有一个字节写入错误就可能导致更新失败,更新完毕后死机等等。所以必须上位机必须校验单片机的返回数据,只有返回数据校验正确后,才继续下发新的更新内容,否则一直下发本次更新内容,直至校验正取。加入串口读取并解析的线程:

 /*------------------------------------------------------------------------------------------ * 函数名称:SerialPortRead() * 描 述:读取串口函数 * 输 入:无 * 输 出:无 * ----------------------------------------------------------------------------------------*/ public delegate void SerialPortReDelegate(); public delegate void addProgress(); public void SerialPortRead() { if (serialPort1.IsOpen) { int RxLength = serialPort1.BytesToRead; byte[] ReceiveData = new byte[RxLength]; serialPort1.Read(ReceiveData, 0, RxLength); ushort crc_value = ModbusCRC16(ReceiveData, RxLength);

if ((RxLength >= 8) && (crc_value == ((ushort)(ReceiveData[RxLength - 2] << 8) | ReceiveData[RxLength - 1]))) { if (CMD_TO_SEND == (UInt16)command.UPDATA_CMD) { MyPublicPara.UpdataCount++; CMD_TO_SEND = (UInt16)command.OK; this.Invoke(new addProgress(progressForm.AddProgress));
} } RxLength = 0; } }
/*------------------------------------------------------------------------------------------ * 函数名称:SerialPortReadThred() * 描 述:串口读取线程 * 输 入:无 * 输 出:无 * ----------------------------------------------------------------------------------------*/ public void SerialPortReadThread(object length) { while (true) { this.Invoke(new SerialPortReDelegate(SerialPortRead)); Thread.Sleep(1); } }

C#中使用指针不是很方便,所以程序中用MyPublicPara.UpDataCount这个变量代替指针指向bin文件中的元素,只有在本次更新成功后,MyPublicPara.UpDataCount才指向下一待更新的数据包,每次更新更新的数据包大小为200字节,如果最后一包数据不够200字节就把剩下的数据作为1包发送出去,选用200字节的大小,因为stm32在写入flash时是以字或半字写入的,所以数据包大小必须为4的整数倍。

到这儿这个小工具基本完成了,最后还可以再添加一个ProgressBar控件用来指示当前的更新进度。

9.指示当前更新进度。

右键>>添加>>新建项,选择window窗体。

在这个窗体中加入一个ProgressBar控件,和一个Label控件,用于显示更新进度,如下:

双击窗体,在load时间中加入以下代码,就是设置ProgressBar的最大值=bin文件长度/200,因为我们是以200字节大小下发一次更新数据的,所以ProgressBar最大值就是更大的更新次数。

private void Progress_Load(object sender, EventArgs e){ label1.Text = "0%"; progressBar1.Maximum = Form1.MyPublicPara.FileLength/200; Form1.MyPublicPara.ProgressOpened = 1;}

在Progress命名空间下加入以下代码:

private delegate void Label1SetText(string text); private void labelSetText(string text) { if (this.label1.InvokeRequired) { Label1SetText d = new Label1SetText(labelSetText); this.Invoke(d, new object[] { text }); } else { this.label1.Text = text; } }
public void AddProgress() { if (progressBar1.Value < progressBar1.Maximum) { progressBar1.Value++; } labelSetText(((progressBar1.Value * 100) / progressBar1.Maximum).ToString() + "%"); }

为了避免ProgressBar控件再载入的过程中影响界面的流畅度,同样使用了委托来更新Label的值和ProgressBar的进度。

到这儿,基本完成了小工具的制作,下面就可以愉快的更新啦。

以上为作者原帖内容。

小编的话:该工具和传统的串口下载工具(flymcu)不太一样,升级过程需要下位机程序配合,所以想玩程序升级的朋友,还需要研究下BOOT启动、程序升级等内容。

源码已经上传到公众号后台,回复关键词:STM32升级工具,即可获取下载链接。


单片机爱好者 《51单片机逆向学习实战教程》一书作者,单片机爱好者,每天为单片机用户分享一篇精品电子电路方面的经验笔记或教程。
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