前言
我们在《STM32F09x 不使用 BOOT 脚实现 System Bootloader 升级代码》中实现了通过修改 Option Bytes 来达到控制BOOT0 和 BOOT1，在不需要外部 BOOT 脚的情况下实现了使用 System Bootloader 进行代码升级的功能。可是，这个功能必须在程序中预先烧写了功能程序后，才能不断地进行升级。也就是说，在第一次空片烧写时，必须使用 SWD 进行烧写的。那有没有可能在空片烧写时，就可以直接使用 System Bootloader 进行烧写呢？这样我们就可以完全使用串口进行烧写和升级了。现在，我们来探讨这个问题。
- }, o' K5 A% ?6 o! \  R- \3 c% {! e
, a9 N" K1 c3 j* e' ?% X% I& q问题
2 V5 S3 ]5 r% B9 r7 d在使用 STM32F091RCT6 时，能否进行对空片的串口烧写，结合《STM32F09x 不使用 BOOT 脚实现 System Bootloader 升级代码》实现完全使用串口进行烧写？
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调研
7 y) y5 x/ o' X1.认识一下 STMF09x 和 STM32F04x 在 Boot Configuration 中的新特性
; q$ _6 F4 e2 z* ~打开参考手册 RM0091，翻到 Boot Configuration 那一节，我们可以看到 Table 3 中对 Boot Mode 进行了描述，如下：

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+ j+ z0 U7 G  N( {4 S1 O从表格中，在《STM32F09x 不使用 BOOT 脚实现 System Bootloader 升级代码》一文中我们只提到了第 1 条注释：
“Grey options are available on STM32F04x and STM32F09x devices only.”
6 v8 K6 p, t( D+ V% @4 I) m现在，我们再来看一下第 2 条注释：
“For STM32F04x and STM32F09x devices, see also Empty check description.”
那我们再来看一下 Empty check 的描述：



+ S" x* P9 Q( }' _8 a! t首先，我们看到，“Empty Check”是只有 STM32F04x 和 STM32F09x 才有的功能，内部有一个查空标志，可用于使用Bootloader 对未编程过的芯片进行简单编程。这个标志位在 BOOT0 脚被定义到从 Main Flash memory 启动的时候使用。当这个标志位被置“1”的时候，此芯片被认为是空的，系统将从 System memory 中启动 Bootloader，以允许用户进行代码下载，即使现在 BOOT0 脚定义的是从 Main Flash memory 启动。此标志位只在载入 Option bytes 时更新：当地址 0x08000000 读出的内容为 0xFFFF FFFF 时，此标志位置“1”，否则为“0”。这意味着当烧写完一个空片后需要在系统复位后执行代码的话，是必须要重新上电或者在 FLASH_CR 寄存器中置位 OBL_LAUNCH。
也就是说，当我们把 BOOT0 设置为 0，设置为从 Main Flash memory 中启动时，当上电时或者置位 OBL_LAUNCH 启动一个带载入新的 Option bytes 的复位后。当 Option bytes 载入的时候，STM32F04x/STM32F09x 会读取读取 0x0800 0000 的内
容，如果其值为 0xFFFF FFFF，认为此芯片为空片，直接进入 System Memory 中，使用 Bootloader 启动；如果其值不是
8 ~6 [3 Y- N1 Y) E% ^0xFFFF FFFF，则认为此芯片不是空片，直接从用户代码启动。

2.实验验证
% W$ w# l& i, ]0 \) w/ B% T# r+ t实验使用工具：PC 一台，NUCLEO-F091RC 一块，USB 线 1 条（用来连接 NUCLEO 板与 PC）
. Q8 s( O9 h" e实验使用软件：STM32 ST-LINK Utility，Flash Loader Demonstrator
( |' h) K- |2 [) b8 K) m实验使用软件库：STM32Cube_FW_F0_V1.2.0
6 _5 I, E) f3 b( y4 q" P我们先来看第一个实验：
• 实验 1：空片测试
1) 使用 USB 线连接 PC 与 NUCLEO-F091RC
: e6 f6 ]- v+ Y& m% V2) 打开 STM32 ST-LINK Utility 软件，点击“Connect to the target”按钮，连接 STM32F091。然后点击“Full chip erase”按钮对 Main Flash Memory 进行擦除。结果如图所示：
: L1 i& w" p! O" ]) J5 S( M

! \0 S( d5 B& i# Z+ S
9 R2 x" j8 a  e3) 我们再点击菜单“Target→Option Bytes”检查一下 Option Bytes 的配置确实是初始值的状态。如下图：



4) 若是确认 Option Bytes 是初始值，直接点“Cancel”退出对话框；若是 Option Bytes 为非初始值，修改为初始值后点“Apply”完成 Option Bytes 的更新并退出对话框。
# ]3 S: i9 N) x+ J5) 回到 STM32 ST-LINK Utility，点击“Disconnect”按钮断开连接。
6) 断开 USB 连接线，并重新连接。为 STM32F091 重新上电。
( m4 Q0 D$ I6 B7 P9 q4 x7) 打开 Flash Loader Demonstrator，选择正确的配置，比如下图：


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; L& B' K% I/ S/ q1 j   NUCLEO 板上的 ST-LINK 自带虚拟串口，而且已经连接到 STM32F091 芯片上。此时虚拟串口对应的是COM16，所以选择 COM16。
8) 点击“Next”测试连接，并继续往下测试烧写。
9) 测试结果：成功！
10) 到此，我们证明空片是可以直接使用 Flash Loader Demonstrator 进行串口烧写的。但是我们再来探讨一些其他情况。
/ r: H3 w( d! P: j    • 实验 2：测试 0x0800 0000 地址的值为 0xFFFF FFFF 的情况。
    按参考手册 RM0091 的描述，只要 0x0800 0000 地址的值为 0xFFFF FFFF 就可以进入 System bootloader 了，即使BOOT 配置为 Main Flash memory 启动。所以我们再来做一个实验：
1) 使用 USB 线连接 PC 与 NUCLEO-F091RC
2) 打开 STM32 ST-LINK Utility 软件，点击“Connect to the target”按钮，连接 STM32F091。并点击“Open file”按钮，打开位于\ STM32Cube_FW_F0_V1.2.0\Projects\STM32F091RC-Nucleo\Demonstrations\Binary 的示例代码文件 STM32CubeF0_Demo_STM32F091RC-Nucleo.hex。如图：
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9 K+ x1 M! \$ H) v1 Q& j; s
3) 点击“Program verify”按钮进行烧写。
9 I8 F  D7 ~- S4) 点击“Disconnect”按钮断开连接。
5) 断开 USB 连接线，并重新连接。为 STM32F091 重新上电。
6) 打开 Flash Loader Demonstrator，点击“Next”，就会弹出下图所示的警告，证明无法连接。失败！

4 X5 f' v9 {" Q  j9 P7 ]$ A

: f2 A1 J7 ]" b2 j7) 切回 STM32 ST-LINK Utility 软件，点击“Connect to the target”按钮，连接 STM32F091。在“DeviceMemory @ 0x08000000：”页面中直接将 0x0800 0000 地址中的数值修改为 0xFFFF FFFF，这时软件会自动更新代码，将修改过的代码烧写到 STM32F091 中，如下图：
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+ P. q* u' L) a. H" V- x- w

7 |. W% C( G# \5 ]4 a& G
8) 点击“Disconnect”按钮断开连接。
/ X% A2 i* a- P! a9) 断开 USB 连接线，并重新连接。为 STM32F091 重新上电。
10) 打开 Flash Loader Demonstrator，点击“Next”测试连接，并继续往下测试烧写。
" Z' U' i! h& z7 g! S' \11) 测试结果：成功！
: ^8 z0 f! z+ W& F. o12) 到此，我们证明确实在 Main Flash memory 中只要 0x0800 0000 地址中的数值是 0xFFFF FFFF 就可以直接使用 Flash Loader Demonstrator 进行串口烧写的。其他地址的数值并没有关系。那么，是不是只要这个条件就能保证可以串口烧写呢？我们再来看下一个实验。
- }( O% l4 F9 k* V! m, |' ]    • 实验 3：Option Bytes 测试
1) 使用 USB 线连接 PC 与 NUCLEO-F091RC
2) 打开 STM32 ST-LINK Utility 软件，点击“Connect to the target”按钮，连接 STM32F091。然后点击“Full chip erase”按钮对 Main Flash Memory 进行擦除。结果如图所示：


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3) 我们再点击菜单“Target→Option Bytes”，将 Option Bytes 中的 nBOOT0_SW_Cfg 位（也就是 BOOT_SEL）的打勾去掉。如下图：
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  w+ E7 p5 e1 d/ |$ k
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4) 点击 “Apply”完成 Option Bytes 的烧写并退出对话框。
5) 回到 STM32 ST-LINK Utility，点击“Disconnect”按钮断开连接。
1 s1 q$ L+ [8 ]2 w+ H5 P* @6) 断开 USB 连接线，并重新连接。为 STM32F091 重新上电。
; A# D# I5 ]" b3 k; J0 d7) 打开 Flash Loader Demonstrator，点击“Next”，又见到弹出下图所示的警告，证明无法连接。失败！


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) F0 V  k, d4 G/ e0 z9 R  ^0 v8) 那么，这是否证明如果 Option Bytes 的值不是初始值的话，Empty Check 的功能将失效？同样的过程，我们再来试另外一个配置：
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3 A! j2 e) t5 D$ D
# D- V& H+ D( R2 l+ i8 ]
    在这个配置中，我们将 nBOOT0_SW_Cfg 位改回来“打勾”，再将其他打勾的项都取消掉。
7 [& k0 E% Q& V( ], O  G- b! o9) 点击 “Apply”完成 Option Bytes 的烧写并退出对话框。
  Z) j0 {0 p  ]10) 回到 STM32 ST-LINK Utility，点击“Disconnect”按钮断开连接。
11) 断开 USB 连接线，并重新连接。为 STM32F091 重新上电。
12) 打开 Flash Loader Demonstrator，点击“Next”测试连接，并继续往下测试烧写。
- [+ |& v2 \% Q/ X" c0 R13) 测试结果：成功！
14) 到此，我们证明 Empty Check 是会对 Option Bytes 中的 BOOT_SEL 位进行检测的。只要 BOOT_SEL 的值为“0”，而不是“1”，Empty Check 就认为这不是一个空片，不会跳往 System Memory 去执行 Bootloader。
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# A: q3 R$ [5 W9 r6 Y- x    结论
    关于 Empty Check 的断定条件，不仅仅是 RM0091 所描述的检查 Main Flash memory 中地址 0x0800 0000 的值是否为 0xFFFF FFFF，还检查了 Option Bytes 中 BOOT_SEL 位的值是否为“1”。只有在 Main Flash memory 中地址 0x08000000 的值为 0xFFFF FFFF，且 Option Bytes 中 BOOT_SEL 位的值为“1”的情况下，才会跳往 System Memory 去执行Bootloader。
    到此，结合上一篇应用文档《STM32F09x 不使用 BOOT 脚实现 System Bootloader 升级代码》，我们就可真正地完全使用串口来进行代码烧写了。

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