如何更简单的给单片机更新固件？

当单片机已经焊接到电路板上时，如何更简单更便捷的为单片机升级固件便成了一件值得深思的问题。纵观市面上现有的大多数升级方式，不仅需要硬件支持，还需要专用的烧写工具或软件来升级固件，升级过程较为复杂。本文介绍了一种更简单更便捷的固件升级方式，不需要任何专用工具，只是简单的一个删除粘贴操作，便可实现固件更新。

当程序运行时，按住指定的按键后按一下复位按键。就启动了升级程序，此时将单片机的USB从机端口连接电脑。在电脑中可以发现一个U盘设备，如图1和图2所示。

图1  U盘显示

图2  U盘文件

将原文件删除，然后将最新固件的bin文件复制到此U盘中，此时U盘中只有用户用于升级的bin文件。然后拔下USB线，复位重启，便可运行最新固件。

以上就是详细的升级步骤，相比其他方法更便捷也更简单。接下来以NXP公司的LPC54608单片机为例来介绍这种升级方法的制作流程。

1.硬件基础

此升级方法的制作至少需要单片机有一个硬件的USB从机。和足够的flash用来存放一段bootloade的代码。

2.编写USB驱动程序

首先要写好USB驱动程序，将片内FLASH的前半段用作代码空间，后半段用作存储空间。使电脑能将其识别为一个U盘，并能够进行读写操作。USB驱动的编写可参考官方例程。

3.对存储空间进行修改

在步骤2中，我们已经将FLASH的后半段用作U盘的存储空间，在LPC54608中，片内flash是512K，存储起始地址是0x40000；结束地址是0x80000。根据FAT文件系统的存储协议，存储起始地址开始的前几个扇区存放的是引导部分，FAT表项部分和根目录部分。数据是从根目录结束扇区的下一个扇区的开始存储。

在本步骤中，对程序的改进就是将数据扇区之前的几个扇区，放在RAM中，使0x40000地址开始存放的即为bin文件的数据。框图如图3所示。

图3  存储模型

4.对存储内容进行修改

完成步骤3之后。每次接上USB线，电脑都要对u盘进行格式化，因为RAM区的数据为0，电脑需要从新格式化建立FAT文件系统并将存储的相关信息写到RAM中对应的区域。在window10的电脑中，格式化之后电脑还会在U盘中增加几个必要文件使我们写入的bin文件数据并不是从0x40000开始，因此要进行优化。

在程序初始化的时候。根据FAT的协议填充RAM区域数据。包括引导扇区，FAT表项和根目录。可以在引导扇区中优化FAT表个数和根目录大小来节省RAM空间。并在根目录中放入一个大小为整个U盘大小的bin文件，之后在FAT表项中填充所有可用的簇，使USB线连接上之后，电脑端不需要再格式化并如图1和图2所示。

5.编写bootloader

完成步骤4之后，大部分工作已经完成。接下来就要编写跳转函数来实现向用户程序的跳转。在LPC54608中，我们以flash的前32K用作升级程序的bootloader区域，就是0x0~0x8000之间。32K之后用作用户代码区域。

对于我们制作的U盘存储空间来说，0x8000处开始存放的就是用户bin文件。因此，我们只要在更新完固件后跳转到0x8000处执行程序就行了。跳转代码要包括SP指针的重新赋值，中断向量表的重映射。

6.增加按键判断

程序在上电之后，从0x0地址处取址，此处运行的是bootloader程序，程序在开始的时候判断按键是否按下，如果按下，就进入bootloader程序，如果没有按下，就跳转到用户代码。

至此，整个升级方法的时间就完成了！现在开始体验便捷的升级方式吧。