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毕设级项目：基于单片机从零写bootloader摘要：1.引言2.单片机bootloader 简介3.单片机bootloader 设计与实现a.目标平台与工具选择b.代码烧写流程c.代码结构与组织d.重要函数与实现4.遇到的问题及解决方案a.硬件问题b.软件问题5.总结与展望正文：基于单片机的毕设项目，从零开始编写bootloader，对于学习和实践嵌入式系统的设计与开发具有很大的价值。
本文将详细介绍这一过程，包括bootloader 的设计思路、实现步骤以及遇到的问题和解决方案。
首先，我们需要了解什么是bootloader。
bootloader（引导加载程序）是嵌入式系统中的一个关键部分，它负责在系统加电后初始化硬件并执行系统启动代码。
通常情况下，bootloader 会被固化在单片机的非易失性存储器中，以保证系统能够从断电状态恢复。
接下来，我们将详细讨论单片机bootloader 的设计与实现。
首先，我们需要选择一个合适的单片机平台和相应的开发工具。
这里我们以STC89C52 单片机为例，采用Keil uVision5 作为开发环境。
在设计和实现bootloader 时，我们需要关注代码烧写流程。
一般来说，bootloader 的烧写过程可以分为以下几个步骤：1.下载程序到单片机：通过ISP（In-System Programming）或JTAG 接口将程序下载到单片机内部的非易失性存储器中。
2.跳转到bootloader 入口：单片机加电后，会从非易失性存储器中执行bootloader 的入口地址。
3.初始化硬件：bootloader 会对单片机内部和外部的硬件进行初始化，例如初始化时钟、复位和串口等。
4.烧写应用程序：bootloader 会将从串口接收到的应用程序代码烧写至单片机的程序存储器中。
5.跳转到应用程序入口：完成代码烧写后，bootloader 会跳转到应用程序的入口地址，开始执行。
基于CAN总线的Bootloader设计与实现王琦;黄悦鹏;邢正阳;苏骏凯;倪孟雄【摘要】使用 BDM 工具下载或升级应用程序，不仅麻烦而且稳定性也不高。
采用在线更新的方法，设计并实现了一种基于 CAN 总线的 Bootloader。
介绍车载网络通信与诊断服务的实现、Bootloader的设计以及其在车载控制单元的实现，并在此基础上，提出最小 Bootloader 的概念，可以有效提高程序的灵活性。
实验结果证明， Bootloader 能正确引导加载程序的运行，准确方便地实现应用程序的下载和更新，在软件开发和测试过程中能够极大地提高工作效率，而且Bootloader 的稳定性也很高。
还能将网络层和 UDS 诊断服务部分方便地移植到其他芯片上，为后序的软件开发与测试提供了方便。
%Using BDM tools to download or upgrade the application brings not only inconvenience but also low reliability. This paper designs and implements a Bootloader based on CAN bus to download or update application online. It introduces implements of network communication and diagnostic services, design of Bootloader and its implements in vehicle control unit. And on this basis, it puts forward minimum Bootloader, which can improve flexibility efficiently. Test proves that Bootloader can boot and load correctly, download and update applications accurately and conveniently, which can improve efficiency in software development and test greatly. Also, stability of this Bootloader is very high. Moreover, network layer and UDS diagnostic services of this Bootloader can be transplanted to other chips, providing convenience for following software development and test.【期刊名称】《微型机与应用》【年(卷),期】2015(000)018【总页数】3页(P14-16)【关键词】引导装载程序;在线更新;诊断服务;CAN 总线【作者】王琦;黄悦鹏;邢正阳;苏骏凯;倪孟雄【作者单位】南京邮电大学通信与信息工程学院，江苏南京 210000;南京邮电大学通信与信息工程学院，江苏南京 210000;南京邮电大学通信与信息工程学院，江苏南京 210000;南京邮电大学通信与信息工程学院，江苏南京 210000;上海奉天电子有限公司，上海 201800【正文语种】中文【中图分类】TP391为了避免在更新程序的过程中拆除ECU，通过串行总线、SD卡或USB口以及相应的通信协议，将应用程序更新到单片机中［1］。
设计与应用计算机测量与控制.2009.17(2) Computer Measurement &Control ・389・中华测控网收稿日期:2008-07-03; 修回日期:2008-08-13。
基金项目:陕西省自然科学基金(2007F29);陕西省科技攻关项目(2007K04-01)。
作者简介:袁 磊(1983-),男,湖南衡阳人,硕士生,主要从事嵌入式系统方向的研究。
朱怡安(1960-),安徽人,教授,博导,主要从事嵌入式计算,移动计算方向的研究。
文章编号:1671-4598(2009)02-0389-03 中图分类号:TP36812 文献标识码:A嵌入式系统BootLoader 设计与实现袁 磊,朱怡安,兰 婧(西北工业大学计算机学院,陕西西安 710072)摘要:如何根据开发板的硬件资源,设计bootloader (引导加载程序)是嵌入式系统设计的重点与难点;通过分析系统的硬件组成,对bootloader 的功能,特点,结构及其主要任务进行了研究,对比分析了intel pxa250和intel pxa270的主要异同,以加载linux 操作系统内核为例,针对intel pxa270&linux 嵌入式系统开发平台,提出了一种利用uboot 实现bootloader 的软件设计与实现的新方法,从而成功引导加载操作系统内核;该设计具有一定的通用性,可广泛地应用到其他的处理器及其应用系统中;同时,详细阐述了uboot 的执行流程及其移植方法。
关键词:引导加载程序;PXA270;嵌入式系统;U -boot ;嵌入式linuxDesign and Implementation of BootLoader in embedded systemYuan Lei ,Zhu Y ian ,Lan Jing(College of Computer Science ,Northwestern Polytechnical University ,Xi πan 710072,China )Abstract :How to develop Bootloader on t he basis of specific hardware platform is a key point and difficulty of embedded system design.The paper do research on t he function ,character ,architecture and main tasks of bootloader t hrough analysing to t he organizition of system hardware.It compares t he main diferences and similarities between intel pxa250and intel pxa270.Taking loading linux operation system kernal as a example ,it introduces a new met hod on how to design and implement bootloader on t he basis of intel pxa270&linux embedded system platform.So as to sucessfully loading t he operation system kernel.The design has some flexibility and can be used to ot her proces 2sors and applications system easily.At t he same time ,it introduces how t he uboot is executed and how to transplant t he U -boot to PXA270in particular.K ey w ords :boot loader ;PXA270;embedded system ;U -boot ;embedded linux0 引言PXA270是Intel 公司生产的一款基于ARM9内核的32位RISC 芯片。
讲解BOOTLOADER（启动代码）的运行机制，代码功能与实现方法。
1.为什么要编写启动代码启动代码是系统上电或复位以后运行的第一段代码，他的作用是在用户程序运行之前对系统硬件及软件环境进行必要的初始化并在最后使程序跳到用户程序.在此之前系统的所有硬件都是不好用的，初始化代码直接对ARM处理器内核及硬件控制器进行编程，所执行的操作与具体的目标系统紧密相关。
2.两种启动方式以及其中的区别根据代码存放位置，以及地址启动位置的区别，ARM支持两种方式的启动：Nor FLASH和 Nand FLASH2.1Nor FLASH启动代码运行方式从Nor FLASH启动时，与nGCS0相连的Nor FLASH就被映射到了nGCS0片选的空间，其地址被映射为0x00000000；因为Nor FLASH支持系统运行，所以不必考虑程序的搬移，只需保证系统上电后或者复位时代码从0开始即可。
2.2Nand FLASH启动代码运行方式从Nand FLASH启动时，芯片内部自带一块容量为 4K的BootSRAM会被映射到nGCS0片选的空间，起始地址被映射为0x00000000，因此，编写的启动代码要保证在0开始的地址处。
系统上电后，BootSRAM没有任何代码，ARM芯片通过硬件机制将Nand FLASH前4K的内容拷贝到其中，然后在BootSRAM中运行这4K的代码（0地址处），此种情况下要保证启动代码放在Nand FLASH的0地址处，启动代码要小于4K（只要RAM 初始化，搬移程序小于4K即可）。
所有程序编译链接后代码量小于4K时，程序不用考虑从 Nand FLASH搬移到SDRAM的问题，因为所有程序在启动时已全部在BootSRAM中，运行即可。
所有程序编译链接后代码量大于4K时，启动代码不只要有初始化内容，还要有一段搬移代码，将全部程序从Nand FLASH搬移到SDRAM，也就是系统启动时需要两次搬运，第一次将前4K搬移到BootSRAM，第二次将所有代码搬移到SDRAM中，其中第一次无需人工干预，硬件机制自动实现，第二次需要程序员编写代码实现。
毕设级项目：基于单片机从零写bootloader摘要：1.项目背景与意义2.单片机与Bootloader 简介3.Bootloader 设计与实现3.1 Bootloader 功能模块3.2 Bootloader 启动流程3.3 Bootloader 下载方式4.实验过程与结果4.1 硬件环境搭建4.2 Bootloader 程序编写4.3 Bootloader 下载验证5.总结与展望正文：【项目背景与意义】随着嵌入式系统的广泛应用，单片机在现代电子技术中占据着越来越重要的地位。
Bootloader 作为嵌入式系统的重要组成部分，负责实现系统启动、初始化以及应用程序的下载和运行。
从零开始编写Bootloader 对于深入理解单片机工作原理及提高嵌入式系统开发能力具有重要意义。
【单片机与Bootloader 简介】单片机是一种集成了CPU、存储器、外设接口等多种功能于一体的微型计算机。
Bootloader 是在单片机启动时运行的一段程序，通常包括系统初始化、Flash 存储器保护、应用程序下载和运行等功能。
【Bootloader 设计与实现】【Bootloader 功能模块】Bootloader 主要包括以下功能模块：1.系统初始化：配置单片机的工作模式，初始化外围设备，为后续操作做好准备。
2.Flash 存储器保护：防止非法访问或篡改Flash 存储器中的程序。
3.应用程序下载：通过串口、并口等通信接口接收外部发送的应用程序数据，并将其写入Flash 存储器。
4.应用程序运行：将Flash 存储器中的应用程序加载到RAM 中，并跳转到应用程序入口地址执行。
【Bootloader 启动流程】单片机上电后，首先执行Bootloader 程序。
具体流程如下：1.读取单片机内部或外部的配置信息，根据配置信息确定Bootloader 的入口地址。
2.将Bootloader 程序从Flash 存储器中读取到RAM 中，并跳转到Bootloader 入口地址执行。
48软件开发与应用Software Development And Application电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering1 引言随着集成电路技术飞速发展，MCU （Microcontroller Unit ，微处理器）上集成的晶体管数量以摩尔定律增长，单芯片集成越来越多的外设，大大减少嵌入式单板设计开发的复杂度，同时提升了系统稳定性；另一方面，MCU 工作频率成倍递增，现在主流的32bit ARM 内核微控制器，系统总线时钟普遍在100MHz 以上，大大提升了微处理器的指令执行速度，由于更高的性能、可靠性以及更低的成本，MCU 在汽车电子、新能源、工业自动化控制、物联网等领域的应用越来越广泛。
在MCU 软件开发阶段，通常通过J-Link 等专业调试工具通过JTAG 调试接口实现应用程序升级和下载，然而在汽车电子、新能源和物联网等领域，嵌入式产品往往具备大批量生产和部署的特点，J-Link 等商业调试设备价格昂贵，设备部署和维护过程中采用该类设备不仅使用不便，无疑还会增加企业成本。
实际应用中通常通过在MCU 嵌入Bootloader 程序，通过串口、CAN 口、SD 卡、USB 等接口实现应用软件升级。
本文实现了通过串口升级应用程序的Bootloader ，该Bootloader 利用了MCU 自带的IAP 功能。
SecureCRT 工具首先和MCU 建立一个串口会话，并通过XMODEM 协议将应用程序传送到硬件单板，Bootloader 接收到新的应用程序，调用IAP 接口烧写镜像到内部Flash 。
除了通过串口，本文所描述的Bootloader 很容易修改通信接口，通过CAN 口，SD 卡接口，以及USB 口实现应用程序升级[1]。
2 BOOTLOADER概述Bootloader 即启动加载程序，是MCU 启动后运行的第一个应用程序，一般完成单板硬件初始化，软件初始化，将系统带到一个合适的环境，然后加载并启动应用程序。
