第82章 STM32H7的QSPI總線應用之QSPI Flash執行程序（BOOT+APP方式）

本章節為大家講解QSPI Flash執行程序。

82.1 初學者重要提示

82.2 下載算法存放位置

82.3 QSPI Flash的Bootloader說明

82.4 QSPI Flash的APP應用程序說明

82.5 QSPI Flash的APP應用程序調試下載配置

82.6 實驗例程說明

82.7 總結

82.1 初學者重要提示

QSPI Flash的相關知識點可以看第78章和79章。
操作本章配套例子前務必先將QSPI Flash的下載算法放到MDK安裝目錄。
QSPI Flash執行程序的BOOT和APP作用：

- BOOT程序需要下載到內部Flash。主要用於跳轉到外部QSPI Flash執行程序。那么問題來了，我們可不可以不使用BOOT，上電就直接執行QSPI Flash的程序？不行，因為QSPI Flash不像內部Flash，無需初始化，上電就可以使用，而QSPI Flash不行。
- APP應用程序要下載到QSPI Flash里面。APP應用程序可以在QSPI Flash里面執行主要是因為W25Q256支持XIP（Execution In Place），並且STM32H7的QSPI Flash支持內存映射。

82.2 下載算法存放位置

編譯例子：V7-060_QSPI Flash的MDK下載算法制作，生成的算法文件位於此路徑下：

生成算法文件后，需要大家將其存到到MDK安裝目錄，有兩個位置可以存放，任選其一，推薦第2種：

第1種：存放到MDK的STM32H7軟包安裝目錄里面：\Keil\STM32H7xx_DFP\2.6.0\CMSIS\Flash（軟包版本不同，數值2.6.0不同）。
第2種：MDK的安裝目錄 \ARM\Flash里面。

82.3 QSPI Flash的Bootloader說明

Bootloader的實現比較簡單，需要大家將其下載到內部Flash。程序實現上主要注意以下兩點即可。

82.3.1 初始化QSPI Flash並設置內存映射模式

在bsp.c文件中初始QSPI Flash並設置為內存映射模式。

/*
*********************************************************************************************************
*    函 數 名: bsp_Init
*    功能說明: 初始化所有的硬件設備。該函數配置CPU寄存器和外設的寄存器並初始化一些全局變量。只需要調用一次
*    形    參：無
*    返 回 值: 無
*********************************************************************************************************
*/
void bsp_Init(void)
{
    /* 配置MPU */
    MPU_Config();
    
    /* 使能L1 Cache */
    CPU_CACHE_Enable();

    /* 
       STM32H7xx HAL 庫初始化，此時系統用的還是H7自帶的64MHz，HSI時鍾:
       - 調用函數HAL_InitTick，初始化滴答時鍾中斷1ms。
       - 設置NVIV優先級分組為4。
     */
    HAL_Init();

    /* 
       配置系統時鍾到400MHz
       - 切換使用HSE。
       - 此函數會更新全局變量SystemCoreClock，並重新配置HAL_InitTick。
    */
    SystemClock_Config();

    /* 
       Event Recorder：
       - 可用於代碼執行時間測量，MDK5.25及其以上版本才支持，IAR不支持。
       - 默認不開啟，如果要使能此選項，務必看V7開發板用戶手冊第8章
    */    
#if Enable_EventRecorder == 1  
    /* 初始化EventRecorder並開啟 */
    EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U);
    EventRecorderStart();
#endif
    
    /* 針對不同的應用程序，添加需要的底層驅動模塊初始化函數 */
    bsp_InitQSPI_W25Q256();  /* 配置SPI總線 */   
     QSPI_MemoryMapped();
}

82.3.2 程序跳轉的實現

從內部Flash跳轉到外部QSPI Flash的實現代碼如下

1.    /*
2.    ******************************************************************************************************
3.    *    函 數 名: JumpToApp
4.    *    功能說明: 跳轉到應用JumpToApp
5.    *    形    參: 無
6.    *    返 回 值: 無
7.    ******************************************************************************************************
8.    */
9.    static void JumpToApp(void)
10.    {
11.        uint32_t i=0;
12.        void (*AppJump)(void);         /* 聲明一個函數指針 */
13.        __IO uint32_t AppAddr = 0x90000000;  /* APP 地址 */
14.        
15.    
16.        /* 關閉全局中斷 */
17.        DISABLE_INT(); 
18.        
19.        /* 設置所有時鍾到默認狀態，使用HSI時鍾 */
20.        HAL_RCC_DeInit();
21.        
22.        /* 關閉滴答定時器，復位到默認值 */
23.        SysTick->CTRL = 0;
24.        SysTick->LOAD = 0;
25.        SysTick->VAL = 0;
26.    
27.        /* 關閉所有中斷，清除所有中斷掛起標志 */
28.        for (i = 0; i < 8; i++)
29.        {
30.            NVIC->ICER[i]=0xFFFFFFFF;
31.            NVIC->ICPR[i]=0xFFFFFFFF;
32.        }    
33.    
34.        /* 使能全局中斷 */
35.        ENABLE_INT();
36.    
37.        /* 跳轉到應用程序，首地址是MSP，地址+4是復位中斷服務程序地址 */
38.        AppJump = (void (*)(void)) (*((uint32_t *) (AppAddr + 4)));
39.    
40.        /* 設置主堆棧指針 */
41.        __set_MSP(*(uint32_t *)AppAddr);
42.        
43.        /* 在RTOS工程，這條語句很重要，設置為特權級模式，使用MSP指針 */
44.        __set_CONTROL(0);
45.    
46.        /* 跳轉到系統BootLoader */
47.        AppJump(); 
48.    
49.        /* 跳轉成功的話，不會執行到這里，用戶可以在這里添加代碼 */
50.        while (1)
51.        {
52.    
53.        }
54.    }

這里把程序設計中的幾個關鍵地方做個說明：

第12行，聲明一個函數指針。
第13行，QSPI Flash地址在0x90000000。
第20行，此函數比較省事，可以方便的設置H7所有時鍾到復位值，內部時鍾使用HSI。
第23到25行，設置滴答定時器到復位值。
第28到32行，清除所有中斷掛起標志並關閉中斷，這里是直接通過一個for循環設置了NVIC所有配置位，共8組。

第38行，將系統bootLoader的中斷復位服務程序的入口地址賦給第12行聲明的函數，用戶執行這個函數時，就會直接跳轉過去。
第41行，設置主堆棧指針位置，即QSPI Flash應用程序首地址存儲的就是棧地址。
第44行，這個設置在RTOS應用程序中比較重要，因為基於Cortex-M內核的RTOS任務堆棧基本都是使用線程堆棧指針PSP。但系統bootLoader使用的是主堆棧指針MSP，所以務必要設置下，同時讓M內核工作於特權級。此寄存器的作用如下：

第47行，跳轉到系統bootLoader。

82.4 QSPI Flash的APP應用程序說明

APP應用程序是由第53章配套例子：V7-033_LCD的漢字小字庫和全字庫制作簡單修改而來，主要修改如下兩個地方：

82.4.1 設置Flash地址

設置Flash地址為QSPI Flash首地址0x90000000：

82.4.2 設置中斷向量表

在main函數最開始就設置中斷向量表到QSPI Flash首地址0x90000000，也可以按照本教程第28章的說明，將中斷向量表設置到DTCM里面。

int main(void)
{
    uint16_t ucBright;           /* 背光亮度(0-255) */
    uint8_t ucKeyCode;        /* 按鍵代碼 */
    uint8_t ucStatus;        /* 主程序狀態字 */
    uint8_t fRefresh;        /* 刷屏請求標志,1表示需要刷新 */
    
    SCB->VTOR = 0x90000000; /* 設置中斷向量表地址 */
    
    bsp_Init();    /* 硬件初始化 */
    PrintfLogo();    /* 打印例程名稱和版本等信息 */
    PrintfHelp();    /* 打印操作提示 */

省略未寫

}