基于DFU的W55MH32固件升级解决方案

本示例演示 W55MH32 通过 USB DFU 实现固件升级的全流程。
DFU 支持直接通过 USB 接口进行可靠的固件恢复和更新，将 FLASH 分为 BOOT 引导区和 APP 应用区，引导程序根据按键状态和应用程序有效性决定进入 DFU 模式或跳转执行用户程序。
方案配套两份 KEIL 例程：BOOT 引导加载程序（USB DFU 设备）与 SysTick 测试 APP（延时/时钟打印），编译、烧录、升级、验证全部在 Windows 下完成。

开始本例程前，请确认以下工具已安装：

• WIZ UartTool V1.0：串口调试工具，用于查看 APP 运行输出：点击下载
• Zadig：WinUSB 驱动安装工具，首次使用需为 DFU 设备安装驱动：点击下载

W55MH32 开发板提供两个 USB 端口：DAPLink 调试端口用于 KEIL 烧录引导程序，USB Device 端口用于 DFU 固件升级。开发板自带的按键（丝印 KEY:PG6）用于强制进入 DFU 模式。

应用领域覆盖工业（生产线更新、远程维护、紧急补丁）、IoT（智能家居、传感器网络、边缘计算）、消费电子（家电、安防、医疗设备）以及开发（快速原型、生产编程、现场更新）。

固件升级需要在 FLASH 中存储多个程序：BOOT 程序负责判断是否升级及跳转，APP 程序是主应用程序。因此需要对 FLASH 进行分区。

配套 KEIL 工程 Device_Firmware_Upgrade_BOOTDFU 引导加载程序包含关键决策逻辑，决定设备启动进入主应用程序还是 DFU 模式。以下三段代码构成引导加载程序的核心。

1.1 DFU 引导逻辑 (main.c)

代码首先初始化 BOOT 按键 GPIO，检查按键是否未按下（低电平有效）。若未按下，验证 ApplicationAddress（0x08005000）处是否存在有效应用程序——检查该地址第一个 32 位值（初始堆栈指针）是否在 RAM 范围（0x20000000~0x20020000）内。验证通过则提取复位向量并跳转；否则进入 DFU 模式等待主机命令。

int main(void)
{
    DFU_Button_Init();  // 初始化 BOOT 按键 GPIO

    /* 关键决策点：检查 BOOT 按键是否按下 */
    if (DFU_Button_Read() != 0x00) // 按键未按下（低电平有效）
    {
        /* 验证 0x08005000 处是否存在有效用户程序 */
        if (((*(__IO uint32_t *)ApplicationAddress) & 0x2FFE0000) == 0x20000000)
        {
            /* 跳转到用户应用程序 */
            // 1. 获取应用复位向量地址 (ApplicationAddress + 4)
            JumpAddress         = *(__IO uint32_t *)(ApplicationAddress + 4);
            Jump_To_Application = (pFunction)JumpAddress;

            // 2. 从向量表设置主堆栈指针
            __set_MSP(*(__IO uint32_t *)ApplicationAddress);

            // 3. 跳转到应用程序复位向量
            Jump_To_Application();
        }
    } /* 否则进入 DFU 模式 */

    /* 进入 DFU 模式 */
    DeviceState     = STATE_dfuERROR;
    DeviceStatus[0] = STATUS_ERRFIRMWARE;
    DeviceStatus[4] = DeviceState;

    // 初始化 USB DFU 系统
    Set_System();
    Set_USBClock();
    USB_Init();
    DP_PUUP = 1;  // 使能 USB 上拉

    while (1)
    {
    }
}

1.2 DFU 按键配置 (hw_config.c)

配置 GPIOG 引脚 6（PG6）为上拉输入模式。按键按下 = 低电平（0）→ 强制进入 DFU 模式；按键未按下 = 高电平（1）→ 尝试启动应用程序。

void DFU_Button_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOG, ENABLE);
    GPIO_StructInit(&GPIO_InitStruct);
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;  // 上拉输入
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_6;     // PG6
    GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStruct);
}

uint8_t DFU_Button_Read(void)
{
    return GPIO_ReadInputDataBit(GPIOG, GPIO_Pin_6);
}

1.3 应用程序地址配置 (hw_config.h)

/* Flash memory address from where user application will be loaded */
#define ApplicationAddress 0x08005000

1.4 烧录 BOOT

打开 KEIL MDK → 加载 Device_Firmware_Upgrade_BOOT 工程 → 选择调试器 CMSIS-DAP → 编译 → F8 下载（写入 0x08000000 起始的 BOOT 区）。烧录完成后验证：按住 KEY:PG6 同时复位，设备应枚举为 "WIZ DFU" 设备。

配套 KEIL 工程 SysTick_Test_App，基于 W55MH32 SysTick 系统定时器例程：USART1 打印系统时钟，循环进行中断方式与轮询方式延时测试。该工程已按 DFU 分区完成适配。

2.1 链接地址配置 (SysTick.uvprojx 内存窗口)

APP 的 IROM 起始地址必须偏移到 0x08005000，大小 0xFB000（1004KB），避开前 20KB BOOT 区：

<!-- 内存窗口：IROM 从 0x08005000 开始，大小 0xFB000 -->
<IROM>
  <StartAddress>0x08005000</StartAddress>
  <Size>0xFB000</Size>
</IROM>

2.2 中断向量表重定位 (main.c)

APP 启动早期必须重定位中断向量表，否则任何中断（SysTick/UART 等）都会去 0x08000000（BOOT 区）取向量导致跑飞。本工程采用双保险：SystemInit 中 VECT_TAB_OFFSET=0x5000 + main 首行显式设置：

/* system_w55mh32.c：SystemInit 中 VECT_TAB_OFFSET */
#define VECT_TAB_OFFSET  0x5000   /* 0x08005000 - 0x08000000 */

/* main.c：main 函数首行显式重定位（双保险） */
int main(void)
{
    SCB->VTOR = 0x08005000;  /* 重定位中断向量表到 APP 区 */
    ...
}

2.3 编译 APP

KEIL 中编译工程，生成 SysTick.bin，烧录地址从 0x08005000 开始。编译后可用文本编辑器打开 SysTick.hex 首行确认地址记录为 0x08005000。

3.1 进入 DFU 模式

• 按住开发板按键 KEY:PG6 → 按下并松开 RESET 按键 → 松开 KEY:PG6 → 开发板进入 DFU 模式
• 设备管理器应出现 "WIZ DFU" 设备（VID 0483 / PID DF11）

3.2 安装 WinUSB 驱动（首次必需）

Windows 默认不识别 DFU 设备，需用 Zadig 安装 WinUSB 驱动：

• 首先，按住开发板按键 KEY:PG6 → 按下并松开 RESET 按键 → 松开 KEY:PG6 → 开发板进入 DFU 模式
• 运行 Zadig 默认自动识别WIZ DFU
• 若未识别，则运行 Zadig → 菜单 Options → 勾选 List All Devices
• 下拉框选择 WIZ DFU（USB ID 显示 0483 DF11）
• 确认目标驱动为 WinUSB (v6.1.7600.16385) → 点击 Install Driver

3.3 验证设备并烧录 APP

烧录 APP 使用命令行工具 dfu-util 完成。命令由固定参数与 APP 固件路径组成，下面按步骤说明路径与命令的对应关系。

① 打开命令提示符

按 Win 键 → 输入 cmd → 回车（或按 Win+R，输入 cmd 后回车），打开命令提示符窗口。

② 确认 DFU 设备可见

dfu-util -l

输出中出现 0483:df11 即设备已就绪。若主机存在多个 DFU 设备（如带 DFU 接口的摄像头），烧录命令中必须加 -d 0483:df11 指定目标设备，避免误烧。

③ 执行烧录命令

命令格式如下，将 -D 后双引号内的路径替换为你电脑上 SysTick.bin 的实际路径：

dfu-util -d 0483:df11 -a 0 -s 0x08005000:leave -D "SysTick.bin 的完整路径"

示例：APP 例程解压到 D:\W55MH32_DFU_APP_SysTick，bin 文件位于 ModuleDemo\SysTick\USER\Bin\SysTick.bin，则完整命令为：

dfu-util -d 0483:df11 -a 0 -s 0x08005000:leave -D "D:\W55MH32_DFU_APP_SysTick\ModuleDemo\SysTick\USER\Bin\SysTick.bin"

也可以先用 cd 命令进入 bin 所在目录，再直接写文件名（路径不含中文时更稳妥）：

cd /d D:\W55MH32_DFU_APP_SysTick\ModuleDemo\SysTick\USER\Bin
dfu-util -d 0483:df11 -a 0 -s 0x08005000:leave -D SysTick.bin

"C:\dfu-util-0.11-win64\dfu-util.exe" -d 0483:df11 -a 0 -s 0x08005000:leave -D "D:\W55MH32_DFU_APP_SysTick\ModuleDemo\SysTick\USER\Bin\SysTick.bin"

dfu-util 输出 "File downloaded successfully" 即烧录成功，开发板自动复位并跳转运行 APP。

命令参数说明：

4.1 DFU 模式验证

• 按住开发板按键 KEY:PG6 → 按下并松开 RESET 按键 → 松开 KEY:PG6 → 开发板进入 DFU 模式
• 运行 dfu-util -l 确认枚举 "STM Device in DFU Mode"（0483:df11）

4.2 WIZ UartTool 验证

烧录完成后复位开发板，BOOT 检测按键未按下且 APP 有效，跳转执行 SysTick 测试 APP。打开 WIZ UartTool V1.0，选择开发板对应 COM 口验证输出：

选择对应 COM 端口（USART1：PA9 发送 / PA10 接收），波特率 115200，按下 RESET 按键，应看到系统时钟打印及 SysTick 延时循环输出：

SYSCLK: 72.0Mhz, HCLK: 72.0Mhz, PCLK1: 36.0Mhz, PCLK2: 72.0Mhz, ADCCLK: 36.0Mhz
SysTick Delay Test.
[0] interrupt delay 1s ...
[1] polling delay 500ms ...
[2] interrupt delay 1s ...
[3] polling delay 500ms ...
...

4.3 再次升级验证（核心闭环）

APP 运行中，随时可再次升级：按住 PG6 → 复位 → 松开 → 重新进入 DFU 模式 → 重新执行 dfu-util 烧录命令。BOOT 引导程序永久驻留 0x08000000~0x08005000，升级只擦写 APP 区，BOOT 不会被覆盖。

本 DFU 解决方案为 W55MH32 平台提供了可靠的固件恢复与更新能力：

• FLASH 分区：前 20KB 留给 BOOT 引导加载程序，APP 以 0x08005000 开始，KEIL 内存窗口与地址宏必须一致
• 引导决策：检查 PG6 按键 + 验证 SP 合法性（&0x2FFE0000 == 0x20000000），通过则跳转 APP，否则进入 DFU
• 跳转三步：提取复位向量 → 设置 MSP → 调用函数指针跳转，APP 需在 SystemInit 中设置 VTOR
• Windows 直烧：Zadig 安装 WinUSB 驱动后，dfu-util 从 0x08005000 开始编程
• 双重验证：dfu-util 烧录结果 + WIZ UartTool 115200 连接确认 APP 运行，支持现场反复升级