AN3155(24-May-2024)，STM32自带的串口升级协议

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STM32微控制器是ST公司推出的一系列基于ARM Cortex-M内核的32位微控制器，广泛应用于嵌入式系统领域。AN3155是一份技术应用笔记，主要介绍了STM32微控制器引导加载程序中使用的USART（通用同步/异步接收/发送器）协议。这份文件对于开发人员理解STM32的串口升级过程至关重要，因为它提供了详细的引导加载程序通信协议描述。在引导加载程序中，USART协议允许开发者通过串口与设备进行通信，执行一些特定的命令来实现对STM32的固件更新。文档覆盖了不同系列的STM32微控制器产品，如STM32C0、STM32F0、STM32F1系列等，这些产品都具备系统内存引导模式，支持通过USART进行引导加载程序通信。引导加载程序协议涵盖了多种命令，包括但不限于： 1. Get命令：用于获取设备的信息。 2. Get Version命令：用于获取引导加载程序的版本信息。 3. Get ID命令：用于获取设备的唯一标识。 4. Read Memory命令：用于读取设备内存的内容。 5. Go命令：用于从指定的内存地址开始执行代码。文档还详细介绍了如何选择USART的波特率，包括最小和最大的波特率值，确保引导加载程序通信的稳定性和效率。正确配置波特率对于成功升级固件至关重要，因为波特率决定了数据传输的速率。了解和应用这些信息有助于开发者高效地开发和维护基于STM32的嵌入式应用。对于那些需要远程升级或者在设备现场进行固件更新的应用场景，掌握这份文档的内容显得尤为重要。通过串口升级协议，开发者可以不通过传统的JTAG或SWD接口，而是使用通用的RS-232/RS-485等接口来刷新设备的固件，这大大简化了升级流程，降低了成本。此外，这份应用笔记也为开发者提供了参考资料的链接，即AN2606文档，该文档详细描述了STM32系统内存引导模式的相关信息。通过相互参照这两份文档，开发者能够获得关于STM32引导加载程序和USART协议的全面理解，从而更有效地实现产品的远程升级功能。 AN3155文档对于希望在STM32平台上实现远程固件升级的开发者来说，是一份不可多得的技术参考资料。它不仅详细介绍了USART协议在引导加载程序中的应用，还包括了具体的命令集和波特率配置等关键信息。通过这些信息，开发者能够充分利用STM32内置的Bootloader功能，从而实现更加灵活和高效的设备维护策略。

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May 2024 AN3155 Rev 18 1/51

AN3155

Application note

USART protocol used in the STM32 bootloader

Introduction

This application note describes the USART protocol used in the STM32 microcontroller

bootloader, providing details on each supported command.

This document applies to STM32 products embedding any bootloader version, as specified

in AN2606 STM32 system memory boot mode, available on www.st.com. These products

are listed in

Table 1, and are referred to as STM32 throughout the document.

For more information about the USART hardware resources and requirements for your

device bootloader, refer to the already mentioned AN2606.

Table 1. Applicable products

Type Product series

Microcontrollers

STM32C0 series

STM32F0 series

STM32F1 series

STM32F2 series

STM32F3 series

STM32F4 series

STM32F7 series

STM32G0 series

STM32G4 series

STM32H5 series

STM32H7 series

STM32L0 series

STM32L1 series

STM32L4 series

STM32L5 series

STM32U0 series

STM32U5 series

STM32WB series

STM32WBA series

STM32WB0 series

STM32WL series

www.st.com

Contents AN3155

2/51 AN3155 Rev 18

Contents

1 USART bootloader code sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

2 Choosing the USARTx baud rate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2.1 Minimum baud rate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2.2 Maximum baud rate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

3 Bootloader command set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

3.1 Get command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

3.2 Get Version command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

3.3 Get ID command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

3.4 Read Memory command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

3.5 Go command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

3.6 Write Memory command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

3.7 Erase Memory command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

3.8 Extended Erase Memory command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

3.9 Write Protect command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

3.10 Write Unprotect command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

3.11 Readout Protect command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

3.12 Readout Unprotect command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

3.13 Get Checksum command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

3.14 Special command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

3.15 Extended Special command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

4 Bootloader protocol version evolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

5 Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

List of figures AN3155

4/51 AN3155 Rev 18

List of figures

Figure 1. Bootloader for STM32 with USART . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

Figure 2. Get command: host side. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

Figure 3. Get command: device side . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Figure 4. Get Version command: host side . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

Figure 5. Get Version command: device side . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Figure 6. Get ID command: host side . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

Figure 7. Get ID command: device side. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Figure 8. Read Memory command: host side . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

Figure 9. Read Memory command: device side . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Figure 10. Go command: host side . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

Figure 11. Go command: device side . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

Figure 12. Write Memory command: host side . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

Figure 13. Write Memory command: device side. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

Figure 14. Erase Memory command: host side . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Figure 15. Erase Memory command: device side . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

Figure 16. Extended Erase Memory command: host side . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

Figure 17. Extended Erase Memory command: device side . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

Figure 18. Write Protect command: host side . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

Figure 19. Write Protect command: device side . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

Figure 20. Write Unprotect command: host side . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

Figure 21. Write Unprotect command: device side . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

Figure 22. Readout Protect command: host side. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

Figure 23. Readout Protect command: device side . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

Figure 24. Readout Unprotect command: host side . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

Figure 25. Readout Unprotect command: device side. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

Figure 26. Get Checksum command: host side. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

Figure 27. Get Checksum command: device side . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

Figure 28. Special command: host side . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

Figure 29. Special command: device side . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

Figure 30. Extended Special command: host side. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

Figure 31. Extended Special command: device side . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

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