概述

在实际项目开发或量产维护中，除了 ST-LINK 下载方式外，很多场景还会使用 USART 串口、USB DFU、SPI 或 FDCAN 等方式进行程序升级。此时 MCU 需要先进入 ST 出厂内置的 System Memory Bootloader，才能通过这些接口完成 Flash 烧录。对于 STM32C5 系列来说，是否使用外部 BOOT0 引脚进入 Bootloader，与 Option Bytes 中的 BOOT_SEL 配置密切相关。
简单来说，BOOT_SEL 用于选择 BOOT0 信号的来源：当 BOOT_SEL 使能外部 BOOT0 引脚时，可以通过拉高 BOOT0 后复位芯片进入系统 Bootloader；当 BOOT_SEL 选择内部 Option Bit 时，则由 Option Bytes 中的 BOOT0 配置决定启动方式。因此，理解 BOOT_SEL、BOOT0 引脚和 System Memory Bootloader 之间的关系，对于后续使用串口或 USB 下载程序非常重要。

需要样片的可以加群申请：925643491 / 615061293 。

视频教学

https://www.bilibili.com/video/BV1zRVD6yEQg/

样品申请

https://www.wjx.top/vm/OhcKxJk.aspx#

源码下载

https://download.csdn.net/download/qq_24312945/92952811

硬件准备

首先需要准备一个开发板，这里我准备的是自己绘制的开发板，需要的可以进行申请。
主控为STM32C542CCT6
在这里插入图片描述

参考程序

https://github.com/CoreMaker-lab/STM32C542_SENSOR

https://gitee.com/CoreMaker/STM32C542_SENSOR

概念说明

BOOT_SEL 是 STM32C5 Option Bytes 中的一个启动配置位，用于选择 BOOT0 信号的来源。
当 BOOT_SEL = 1 时，BOOT0 信号由外部 BOOT0 引脚决定，也就是传统 STM32 常见的 BOOT0 引脚启动方式。
当 BOOT_SEL = 0 时，BOOT0 信号由 Option Bytes 中的 BOOT0 option bit 决定，此时外部 BOOT0 引脚不再作为主要启动选择依据。
RM0522 中说明，STM32C5 启动时会根据 BOOT0 引脚或 BOOT0 option bit，再结合 BOOT_SEL option bit 和 BOOTADD[31:8] 来选择启动地址，启动区域可以是用户 Flash，也可以是 System Memory Bootloader。

在这里插入图片描述

BOOT_SEL 决定 BOOT0 信号来自哪里；BOOT0 决定是否进入 Bootloader；EMPTY flag 用于空片保护，Flash 为空时自动进入 Bootloader。

在这里插入图片描述

自举模式

AN2606在自举模式部分，该文档介绍了 STM32C542 的自举功能和选项.
如果使用 USART1 进入 STM32C542 的 Bootloader，需要连接 PA9 / PA10：
PA9 -> USART1_TX
PA10 -> USART1_RX
串口格式为 8 位数据位、偶校验、1 位停止位。
在这里插入图片描述

BOOT0设置

BOOT0可以通过CN2跳线帽进行设置。
在这里插入图片描述

配置 BOOT_SEL

通过程序修改 STM32C5 的 BOOT_SEL Option Byte，决定 BOOT0 信号到底来自外部 BOOT0 引脚，还是来自内部 BOOT0 Option Bit。
这个函数的整体流程如下：

读取当前 BOOT_SEL 配置
        ↓
判断是否需要修改
        ↓
等待 Flash 空闲
        ↓
清除错误标志
        ↓
解锁 Flash 和 Option Bytes
        ↓
设置新的 BOOT_SEL
        ↓
启动 Option Bytes 编程
        ↓
等待完成并检查错误
        ↓
重新锁定 Flash 和 Option Bytes
        ↓
系统复位让配置生效

Configure_BOOT_SEL代码。

#include "stm32c5xx_ll_flash.h"
#include < stdio.h >


/*
 * enable = 1：BOOT_SEL = 1，BOOT0 信号来自外部 BOOT0 引脚
 * enable = 0：BOOT_SEL = 0，BOOT0 信号来自内部 BOOT0 Option Bit
 */
static void Configure_BOOT_SEL(uint8_t enable)
{
    uint32_t target_boot_sel;
    uint32_t current_boot_sel;

    /*
     * STM32C5:
     * BOOT_SEL = 1: BOOT0 from BOOT0 pin
     * BOOT_SEL = 0: BOOT0 from BOOT0 option bit
     *
     * 当前头文件里有 LL_FLASH_OB_BOOT0_BOOTPIN，
     * 但没有 LL_FLASH_OB_BOOT0_BOOT0，所以 BOOT_SEL = 0 直接用 0U。
     */
    target_boot_sel = enable ? LL_FLASH_OB_BOOT0_BOOTPIN : 0U;

    current_boot_sel = LL_FLASH_OB_GetBoot0SourceSelection(FLASH);

    if (current_boot_sel == target_boot_sel)
    {
        printf("BOOT_SEL is already set to the desired value.rn");
        return;
    }

    /* 等待 Flash 空闲 */
    while ((FLASH- >SR & FLASH_SR_BSY) != 0U)
    {
    }

    /*
     * 清除可能存在的 Option Byte 错误标志。
     * 如果不清除 OPTCHANGEERR，后面 OPTSTRT 可能无法启动。
     */
#ifdef FLASH_CCR_CLR_OPTCHANGEERR
    FLASH- >CCR = FLASH_CCR_CLR_OPTCHANGEERR;
#endif

#ifdef FLASH_CCR_CLR_PGSERR
    FLASH- >CCR = FLASH_CCR_CLR_PGSERR;
#endif

#ifdef FLASH_CCR_CLR_WRPERR
    FLASH- >CCR = FLASH_CCR_CLR_WRPERR;
#endif

#ifdef FLASH_CCR_CLR_STRBERR
    FLASH- >CCR = FLASH_CCR_CLR_STRBERR;
#endif

#ifdef FLASH_CCR_CLR_INCERR
    FLASH- >CCR = FLASH_CCR_CLR_INCERR;
#endif

#ifdef FLASH_CCR_CLR_EOP
    FLASH- >CCR = FLASH_CCR_CLR_EOP;
#endif

    /* 解锁 Flash */
    if (LL_FLASH_IsLocked(FLASH) != 0U)
    {
        LL_FLASH_SetUnlockKey(FLASH, LL_FLASH_KEY1);
        LL_FLASH_SetUnlockKey(FLASH, LL_FLASH_KEY2);
    }

    /* 解锁 Option Bytes */
    if (LL_FLASH_OB_IsLocked(FLASH) != 0U)
    {
        LL_FLASH_OB_SetUnlockKey(FLASH, LL_FLASH_OB_OPTKEY1);
        LL_FLASH_OB_SetUnlockKey(FLASH, LL_FLASH_OB_OPTKEY2);
    }

    if ((LL_FLASH_IsLocked(FLASH) != 0U) || (LL_FLASH_OB_IsLocked(FLASH) != 0U))
    {
        printf("Error: Failed to unlock FLASH or Option Bytes!rn");
        return;
    }

    /* 设置 BOOT_SEL */
    LL_FLASH_OB_SetBoot0SourceSelection(FLASH, target_boot_sel);

    /*
     * 启动 Option Bytes 修改。
     * RM0522 中说明：修改 FLASH_xxx_PRG 后，需要置位 OPTSTRT。
     */
    FLASH- >OPTCR |= FLASH_OPTCR_OPTSTRT;

    /* 等待 Option Bytes 修改完成 */
    while ((FLASH- >SR & FLASH_SR_BSY) != 0U)
    {
    }

    /* 检查是否发生 Option Byte 修改错误 */
    if ((FLASH- >SR & FLASH_SR_OPTCHANGEERR) != 0U)
    {
        printf("Error: Option Bytes change failed!rn");

#ifdef FLASH_CCR_CLR_OPTCHANGEERR
        FLASH- >CCR = FLASH_CCR_CLR_OPTCHANGEERR;
#endif
    }
    else
    {
        printf("BOOT_SEL configured successfully.rn");
    }

    /* 锁定 Option Bytes 和 Flash */
    LL_FLASH_OB_Lock(FLASH);
    LL_FLASH_Lock(FLASH);

    /*
     * 修改 Option Bytes 后建议复位，让配置重新加载。
     */
    NVIC_SystemReset();
}

然后在 main() 里调用一次，比如你想设置成使用外部 BOOT0 引脚：

Configure_BOOT_SEL(1);

如果你想设置成使用内部 BOOT0 Option Bit：

Configure_BOOT_SEL(0);

在这里插入图片描述

查看BOOT_SEL

代码配置 BOOT_SEL 后，在 STM32CubeProgrammer 中读取验证。
程序中调用 Configure_BOOT_SEL(1) 后，芯片复位并重新加载 Option Bytes。随后使用 STM32CubeProgrammer 连接目标板，进入 Option Bytes → User Configuration 页面，点击 Read 读取当前选项字节配置，可以看到 BOOT_SEL 已被勾选，说明 BOOT_SEL 已成功配置为 1，即 BOOT0 信号来源为外部 BOOT0 引脚。

在这里插入图片描述

UART烧录

将BOOT0接入3V3中。
BOOT0可以通过CN2跳线帽进行设置。

在这里插入图片描述

有TYPE-C已经通过CH340接入到PA9和PA10。

在这里插入图片描述

打开STM32CubeProgrammer，设置为UART烧录模式。

连接方式选择 UART，表示通过串口方式连接 STM32C5 Bootloader
UART 参数配置：选择对应 COM 口，波特率 115200，偶校验 Even，8 数据位，1 停止位
目标信息区域显示芯片系列为 STM32C53x/542，说明已经通过 Bootloader 识别到目标芯片
左侧内存窗口成功读取 0x08000000 地址内容，日志显示 Data read successfully，说明 UART Bootloader 通信正常

在这里插入图片描述

USB烧录

将BOOT0接入3V3中。
BOOT0可以通过CN2跳线帽进行设置。

在这里插入图片描述

AN2606 中 USB DFU Bootloader 接口说明。STM32C531xx / C532xx / C542xx 进入 System Memory Bootloader 后支持 USB DFU，USB_DM 使用 PA11，USB_DP 使用 PA12。硬件预留 USB 接口后，可通过 STM32CubeProgrammer 的 USB 模式进行 DFU 下载。

在这里插入图片描述

TYPE-C已经接入到PA11和PA12。

在这里插入图片描述
通过 USB DFU 连接 STM32C5 Bootloader。BOOT0 拉高复位后，STM32CubeProgrammer 选择 USB 接口，可成功识别 STM32C53x/542 并读取 Flash 数据，说明芯片已进入系统 Bootloader，USB DFU 通信正常。