IAP固件升级进阶（Qt上位机）

前言

时隔近一年，再次接触IAP固件升级，这次修改了以前的一些bug，同时新增一些实用性的功能。

有纰漏请指出，转载请说明。

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上位机界面

视频演示

当Up对iap固件升级的机制有了更深的理解后_哔哩哔哩_bilibili

固件升级指令

重要代码

1.通过拖拽实现文件读取

// MainWindow类的dragEnterEvent方法  
// 当鼠标拖动文件进入MainWindow的边界时，触发此方法  
void MainWindow::dragEnterEvent(QDragEnterEvent *event)  
{  // 检查拖动的数据是否包含URLs（即文件路径）  if(event->mimeData()->hasUrls())  // 如果包含URLs，则接受拖放操作  event->acceptProposedAction();  else  // 如果不包含URLs，则忽略拖放操作  event->ignore();  
}  // MainWindow类的dropEvent方法  
// 当鼠标在MainWindow内释放拖动的文件时，触发此方法  
void MainWindow::dropEvent(QDropEvent *event)  
{  // 获取拖放事件中的MIME数据  const QMimeData *mimeData = event->mimeData();  // 检查MIME数据是否包含URLs  if(mimeData->hasUrls())  {  // 获取URLs列表  QList<QUrl> urlList = mimeData->urls();  // 获取第一个URL的本地文件路径  QString fileName = urlList.at(0).toLocalFile();  // 获取textEdit_fwUpdateFile控件中的文本  QString text = ui->textEdit_fwUpdateFile->toPlainText();  // 检查文件名是否为空，并且textEdit_fwUpdateFile中的文本为空  if((!fileName.isEmpty()) && (text.isEmpty()))  {  // 检查文件扩展名是否为.bin  if (fileName.endsWith(".bin"))  {  // 创建一个QFile对象，用于读取文件  QFile file(fileName);  // 创建一个QFileInfo对象，用于获取文件信息  QFileInfo fileInfo(fileName);  // 初始化固件更新相关变量  fwPackIndex = 0;  // 获取文件大小  fwFileLen = fileInfo.size();  // 计算固件包的数量（根据fwPackLength，但fwPackLength在此代码中未定义）  fwPackNum = fwFileLen/fwPackLength+1;  // 尝试以只读方式打开文件  if(!file.open(QIODevice::ReadOnly))  // 如果文件打开失败，则返回不执行后续操作  return;  // 读取文件全部内容  binRawData = file.readAll();  // 在lineEdit_fwUpdateFile控件中显示文件名  ui->lineEdit_fwUpdateFile->setText(fileName);  // 在textEdit_fwUpdateFile控件中追加文件的十六进制表示  ui->textEdit_fwUpdateFile->append(binRawData.toHex());  // 关闭文件  file.close();  // 启用开始固件更新按钮  ui->pushButton_startFwUpdate->setEnabled(true);  // 禁用停止固件更新按钮  ui->pushButton_stopFwUpdate->setEnabled(false);  // 初始化固件更新状态  fwUpdateState = fwInit;  // 重置固件包索引  fwPackIndex = 0;  // 重置超出标记和索引（这些变量在代码中没有明确的定义和用途）  fwExceedFlag = 0;  fwExceedIndex = 0;  // 重置进度条  ui->progressBar_upgrade->reset();  }  else  {  // 如果文件扩展名不是.bin，则显示警告消息  QMessageBox::warning(this, tr("错误"), tr("无法打开正确的文件！"));  }  }  }  
}

2.串口初始化自动识别并连接带CH340的串口

void MainWindow::serialPortInit()
{// 获取所有可用的串口信息，并存储在QList<QSerialPortInfo>中  QList<QSerialPortInfo> comList = QSerialPortInfo::availablePorts();  // 清空comboBox_chooseCom控件中的所有项  ui->comboBox_chooseCom->clear();  // 创建一个QMap，用于存储串口名（portName）到comboBox中索引的映射  QMap<QString, int> portNameToIndexMap;  // 遍历所有可用的串口信息  foreach (const QSerialPortInfo &info, QSerialPortInfo::availablePorts()) {  // 构建一个显示文本，由串口名和描述组成  QString displayText = info.portName() + ": " + info.description();  // 获取当前comboBox的项数，作为新项的索引  int index = ui->comboBox_chooseCom->count();  // 在comboBox_chooseCom控件中添加新的显示文本  ui->comboBox_chooseCom->addItem(displayText);  // 将当前串口名及其索引存入映射中  portNameToIndexMap.insert(info.portName(), index);  // 检查串口的描述或制造商信息是否包含"CH340"（不区分大小写）  if (info.description().contains("CH340", Qt::CaseInsensitive) ||  info.manufacturer().contains("CH340", Qt::CaseInsensitive)) {  // 使用映射来查找该串口名对应的索引  // 由于之前已经将串口名和索引存入映射，这里肯定能找到  if (portNameToIndexMap.contains(info.portName())) {  // 设置comboBox_chooseCom的当前项为找到的包含"CH340"的串口  ui->comboBox_chooseCom->setCurrentIndex(portNameToIndexMap.value(info.portName()));  }  // 找到后退出循环，因为我们只需要设置第一个匹配的串口  break;  }  }
}

3.IAP相关代码，跟上位机通信的逻辑部分

// IapRcvDataProc 函数用于处理接收到的IAP（In-Application Programming）数据消息  
void IapRcvDataProc(MSG_S stMsg)  
{  // 定义一个缓冲区用于存储接收到的消息数据  u8 MsgData[100];  // 将接收到的消息数据复制到MsgData缓冲区中  memcpy(MsgData, stMsg.szData, stMsg.u8Len);  u8 cmd = MsgData[__CmdIndex]; // 获取命令码  u8 i = 0; // 循环计数器  // 根据接收到的命令码的第3位（MsgData[2]的高4位）来构造回复命令的第1个字节  u8 replyCmd1 = 0xB0 | (MsgData[2] >> 4);  // 定义一个发送消息的缓冲区  u8 txMsg[20] = {0};  // 根据命令码执行不同的操作  switch(cmd)  {  case 0xF0: // 固件更新请求  // 读取固件更新标志位  SystemFlashRead(__FwUpdateFlagAddr, __FwUpdateFlagSize, &stIap.u32FwFlag);  // 清除IAP结构体stIap的所有数据  memset(&stIap, 0, sizeof(IAP_S));  // 复制固件版本号到IAP结构体的flashData字段  memcpy(&stIap.stFwVer.flashData, &MsgData[6], 3);  // 将固件版本号写入到固件版本地址  SystemFlashWrite(__FwVersionAddr, __FwUpdateFlagSize, &stIap.stFwVer.flashData);  // 构造回复消息  txMsg[0] = replyCmd1;  txMsg[1] = cmd;  txMsg[2] = 1; // 表示成功的标志位  // 发送回复消息  UartLoadTxMsg(1, txMsg, 3);  break;  case 0xF1: // 固件擦除 // 设置固件标志位为无固件  stIap.u32FwFlag = __NO_FW;// 写入固件更新标志位  SystemFlashWrite(__FwUpdateFlagAddr, __FwUpdateFlagSize, &stIap.u32FwFlag);  // 擦除应用程序空间  EraseFwSpace(__APP_START_ADDR, __APP_SIZE / __FLASH_PAGE_SIZE);  break;  case 0xF2: // 固件数据接收  // 更新帧索引  stIap.u16FwFrameIndex++;  // 设置接收帧的长度  stIap.stRcvFrame.u8Length = MsgData[6];  // 复制接收到的数据到IAP结构体的接收帧缓冲区  memcpy(&stIap.stRcvFrame.u8Data, &MsgData[7], stIap.stRcvFrame.u8Length);  // 逐块（每块4个字节）将数据写入到应用程序起始地址  for(i = 0; i < stIap.stRcvFrame.u8Length; i += 4)  {  FlashWriteWord(__APP_START_ADDR + stIap.u32WriteAddrIndex, *(u32 *)&stIap.stRcvFrame.u8Data[i]);  stIap.u32WriteAddrIndex += 4; // 更新写入地址  }  // 构造回复消息，包含帧编号和成功标志位  txMsg[0] = replyCmd1;  txMsg[1] = cmd;  txMsg[2] = MsgData[4]; // 帧编号的高字节  txMsg[3] = MsgData[5]; // 帧编号的低字节  txMsg[4] = 1; // 成功标志位  // 发送回复消息  UartLoadTxMsg(1, txMsg, 5);  break;  case 0xF3: // 固件更新完成  // 设置固件标志位为已有固件  stIap.u32FwFlag = __HAVE_FW_REPLY;  // 将固件标志位写入到固件更新标志地址  SystemFlashWrite(__FwUpdateFlagAddr, __FwUpdateFlagSize, &stIap.u32FwFlag);  // 跳转到应用程序开始执行（切换到新的固件）  JumpToApplication();  break;  case 0xF4: // 固件版本查询  // 从固件版本地址读取固件版本数据  SystemFlashRead(__FwVersionAddr, __FwUpdateFlagSize, &stIap.stFwVer.flashData);  // 如果读取到的固件版本数据不是0xFFFFFFFF（表示无固件或无效版本）  if (stIap.stFwVer.flashData != 0xFFFFFFFF)   {  // 解析固件版本数据到结构体中的major、minor、patch字段  stIap.stFwVer.major =  stIap.stFwVer.flashData & 0xFF; // 低8位为major版本  stIap.stFwVer.minor =  (stIap.stFwVer.flashData >> 8) & 0xFF; // 接下来的8位为minor版本  stIap.stFwVer.patch =  (stIap.stFwVer.flashData >> 16) & 0xFF; // 再接下来的8位为patch版本  }  else  {  // 如果固件版本数据为0xFFFFFFFF，则清空固件版本结构体  memset(&stIap.stFwVer, 0, sizeof(stIap.stFwVer));  }  // 构造回复消息，包含固件版本号  txMsg[0] = replyCmd1;  txMsg[1] = cmd;  txMsg[2] = stIap.stFwVer.major; // 固件major版本  txMsg[3] = stIap.stFwVer.minor; // 固件minor版本  txMsg[4] = stIap.stFwVer.patch; // 固件patch版本  // 发送固件版本回复消息  UartLoadTxMsg(1, txMsg, 5);  break;}			
}

 4.APP检测将要更新的固件版本是否高于当前固件版本

// 从系统闪存中读取固件版本信息  
SystemFlashRead(__FwVersionAddr, __FwUpdateFlagSize, &stApp.stFwVer.flashData);  // 检查读取到的固件版本数据是否不是0xFFFFFFFF（通常表示无效或未设置的值）  
if (stApp.stFwVer.flashData != 0xFFFFFFFF)   
{  // 如果不是无效值，则解析固件版本数据  // 提取主要版本号（低8位）  stApp.stFwVer.major = stApp.stFwVer.flashData & 0xFF;  // 提取次要版本号（接下来的8位）  stApp.stFwVer.minor = (stApp.stFwVer.flashData >> 8) & 0xFF;  // 提取补丁版本号（再接下来的8位，但注意这里实际上只用了24位来表示版本）  stApp.stFwVer.patch = (stApp.stFwVer.flashData >> 16) & 0xFF;  
}  
else  
{  // 如果固件版本数据是无效值，则清空固件版本结构体  memset(&stApp.stFwVer, 0, sizeof(stApp.stFwVer));  
}  // 从接收到的消息数据中复制固件版本数据（MsgData是一个包含固件版本数据的数组）  
memcpy(&stRxFwVer.flashData, &MsgData[6], 3);  // 解析接收到的固件版本数据  
// 提取主要版本号  
stRxFwVer.major = stRxFwVer.flashData & 0xFF;  
// 提取次要版本号  
stRxFwVer.minor = (stRxFwVer.flashData >> 8) & 0xFF;  
// 提取补丁版本号  
stRxFwVer.patch = (stRxFwVer.flashData >> 16) & 0xFF;  // 调用函数比较当前固件版本（stApp.stFwVer）和接收到的固件版本（stRxFwVer）  
// 如果接收到的版本更高或等于当前版本，则返回1  
tmp = isNewVersionHigherOrEqual(&stApp.stFwVer, &stRxFwVer);  // 根据比较结果决定下一步操作  
if (tmp == 1)  
{  // 如果接收到的版本更高或等于当前版本  // 设置固件标志位为需要固件更新  stApp.u32FwFlag = __HAVE_FW_UPDATE;  // 将固件标志位写入到固件更新标志地址  SystemFlashWrite(__FwUpdateFlagAddr, __FwUpdateFlagSize, &stApp.u32FwFlag);  // 创建一个任务来跳转到IAP模式进行固件更新（假设Task2和JumpToIap是任务相关的函数和参数）  OS_TaskCreat(Task2, JumpToIap, 100);  // 注意：这里可能还需要发送一个确认消息给发送方，但代码中没有体现  
}  
else  
{  // 构造回复消息  txMsg[0] = replyCmd1; // 回复命令标识符  txMsg[1] = cmd;       // 原始命令  // 如果接收到的版本不是更高，则在回复消息中添加0表示无需更新  txMsg[2] = 0;  // 发送无需更新的确认消息  UartLoadTxMsg(1, txMsg, 3);  
}

 5.上位机对收到命令进行处理

void MainWindow::rcvFwReply(QByteArray *protocalData)
{// 定义一个字节数组pRxData来存储接收到的数据uint8_t pRxData[100];// 定义一个QString对象来存储接收到的固件版本号信息（但在此段代码中未使用）QString rcvFwVer;// 将传入的QByteArray中的数据复制到pRxData数组中memcpy(pRxData, protocalData->data(), protocalData->size());// 清空并设置文本编辑框的换行模式ui->textEdit_fwRcvInfo->clear();ui->textEdit_fwRcvInfo->setWordWrapMode(QTextOption::WordWrap);// 根据接收到的数据的第四个字节进行不同的处理switch (pRxData[3]){case 0xF0:if(pRxData[4] == 1){// 重置fwExceedIndex和fwUpdateState变量，并启动相关的定时器fwExceedIndex = 0;fwUpdateState = fwTransfer;fwNumCmd(); // 调用fwNumCmd函数（该函数在此段代码中未给出）fwUpdateTimer->start(1000); // 定时器每隔1000毫秒（1秒）触发一次fwUpdateTimeOut->start(2000); // 另一个定时器每隔2000毫秒（2秒）触发一次// 在文本编辑框中插入“开始升级”文本ui->textEdit_fwRcvInfo->insertPlainText(QString("开始升级"));// 这里fwExceedIndex被重复设置为了0，可能是冗余代码fwExceedIndex = 0;}else if (pRxData[4] == 0){// 在文本编辑框中插入“固件已是最新版/对方拒绝升级”文本ui->textEdit_fwRcvInfo->insertPlainText(QString("固件已是最新版/对方拒绝升级"));}break;case 0xF2:// 从接收到的数据的第五个和第六个字节中解析出一个uint16_t类型的索引值uint16_t u16FwPackIndex;*(uint16_t *)&u16FwPackIndex = *(uint16_t *)&pRxData[4];// 如果解析出的索引值与当前fwPackIndex相等if(u16FwPackIndex == fwPackIndex){// 如果接收到的数据的第七个字节是1if(pRxData[6] == 1){// 重置fwExceedIndex变量fwExceedIndex = 0;// 在文本编辑框中插入“第 [索引值] 帧传输成功”的文本ui->textEdit_fwRcvInfo->insertPlainText(QString("第 ["));ui->textEdit_fwRcvInfo->insertPlainText(QString::number(fwPackIndex));ui->textEdit_fwRcvInfo->insertPlainText(QString("]  帧传输成功"));// 重置fwExceedIndex变量（这里再次被重复设置，可能是冗余代码）fwExceedIndex = 0;// 启动相关的定时器fwUpdateTimer->start(20); // 定时器每隔20毫秒触发一次fwUpdateTimeOut->start(2000); // 另一个定时器每隔2000毫秒触发一次// 更新进度条的值ui->progressBar_upgrade->setValue(static_cast<int>(fwPackIndex * 100.0 / fwPackNum));}else if (pRxData[6] == 0){// 在文本编辑框中插入“[索引值] 帧传输失败”的文本ui->textEdit_fwRcvInfo->insertPlainText(QString("["));ui->textEdit_fwRcvInfo->insertPlainText(QString::number(fwPackIndex));ui->textEdit_fwRcvInfo->insertPlainText(QString("] 帧传输失败"));}}break;case 0xF3:if(pRxData[4] == 1){// 更新状态为升级完成fwUpdateState = fwComplete;// 在文本编辑框中插入“对方回复升级成功”的文本ui->textEdit_fwRcvInfo->insertPlainText(QString("对方回复升级成功"));// 重置一些变量fwExceedIndex = 0;fwUpdateTimeOut->stop();}else if (pRxData[4] == 0){// 在文本编辑框中插入“对方回复升级失败”的文本ui->textEdit_fwRcvInfo->insertPlainText(QString("对方回复升级失败"));}// 无论成功还是失败，都重置UI中的按钮状态并更新fwUpdateState和其他相关变量ui->pushButton_startFwUpdate->setEnabled(true);ui->pushButton_stopFwUpdate->setEnabled(false);fwUpdateState = fwInit;fwPackIndex = 0;fwExceedFlag = 0;fwExceedIndex = 0;break;case 0xF4:// 从接收到的数据的第五、六、七个字节中分别获取固件的主版本号、次版本号和补丁版本号quint8 data1 = static_cast<quint8>(pRxData[4]);quint8 data2 = static_cast<quint8>(pRxData[5]);quint8 data3 = static_cast<quint8>(pRxData[6]);// 将十六进制转换为十进制int versionMajor = data1;int versionMinor = data2;int versionPatch = data3;// 组合成版本号字符串，并确保补丁版本号至少为两位数，不足补0QString versionString = QString("对方固件版本号为：%1.%2.%3").arg(versionMajor).arg(versionMinor).arg(versionPatch, 2, 10, QChar('0')).toUpper();// 在文本编辑框中插入版本号字符串ui->textEdit_fwRcvInfo->insertPlainText(versionString);break;}
}

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