概述

OTA（Over-The-Air Technology）即空中下载技术，利用OTA技术可以在不接触（接线）的情况下对芯片程序进行升级。AT32WB415的OTA是通过蓝牙的方式实现的，利用芯片中的蓝牙模块（BLE）接收上位机发送的升级命令和程序代码。OTA分为两个部分，用户可以选择OTA升级BLE模块APP，也可以选择OTA升级MCU端。对于MCU端的升级参考了IAP功能的实现，需要在设计固件程序时编写两个项目代码，第一个项目程序不执行正常的功能操作，而只是通过串口接收程序或数据，执行对第二部分代码的更新；第二个项目代码才是真正的功能代码。

AT32WB415 OTA程序设计

地址分布

表1. 地址分布

注：mcu bootloader区域最后一个扇区，用于存放防止升级过程掉电的flag，用户编译修改bootloader时，要保证不覆盖flag的地址。

上位机软件设计

为了方便用户开发，本应用指南提供了可用于AT32WB415升级的上位机OTA软件，其主要包括扫描、连接蓝牙设备，获取设备信息，打开并下载OTA文件等。软件流程如下：

1) 扫描并连接设备

2) 调用FFC0服务中的FFC1特征，发送0x00，等待BLE端回复设备信息数据，共10 bytes，包括2 bytes app版本号，2 bytes app长度，4 bytes uid，2 bytes rom版本号；

3) 选择下载的bin文件，再次调用FFC1特征，发送bin文件头部信息，共16 bytes，等待BLE端接收该信息，并返回2 bytes数据，返回值为0x0000；

4) 调用FFC2特征，开始发送bin文件，每次发送18 bytes，包括2 bytes block number和16 byts bin文件数据，当block number等于bin文件头部信息中的bit[6:7]/4时，传输完成

5) 调用FFC1特征发送0x5AA5，请求BLE返回OTA结果，如果返回0，则持续发送0x5AA5，如果返回非0值，则发送0xA55A提示BLE进行复位。BLE端返回值含义：

— 0x0000：正在进行OTA

— 0xFFF0：成功

— 0xFFF1：错误

— 0xFFF2：超时

— 其他值：返回值错误

程序执行整体流程框图如下：

图1. 上位机程序执行流程

BEE模块软件设计

对于BLE模块部分的软件设计，boot&stack code部分无需修改，软件设计都在app code。主要包含了以下内容：

1) 接收上位机蓝牙数据

2) 对蓝牙接收到的bin文件进行分析，在bin档头部包含了app版本、rom版本、uid等内容

3) 判断app版本号，app_version>0x8000，则用于MCU app升级，否则用于BLE模块app升级

4) MCU app升级时，先发送0xa55a5aa5到MCU，提示其复位芯片，进入bootloader程序，然后通过串口将接收到的蓝牙数据发送给MCU

5) BLE模块app升级时，直接将接收到的数据写入flash中OTA数据存放区域

6) 等待发送完成，复位BLE模块程序执行整体流程框图如下：

图2. BLE程序执行流程

MCU软件设计

MCU软件设计分为Bootloader和App两部分，应用在App中执行，升级过程在bootloader中执行。Bootloader功能包含：

1) 读取flash中的标志判断是否需要更新app

2) 如果无需更新则直接跳转app执行，需要更新则继续执行下面的操作

3) 接收BLE模块发送的串口数据，将数据保存至mcu ota code区域

4) 数据接收完成后将OTA数据搬运至mcu app code区域并跳转至app执行

App功能包含：

1) 清除flash中的OTA更新标志

2) 运行app功能代码（IO翻转）

3) 串口持续监测是否收到OTA升级命令（0xa55a5aa5）

程序执行整体流程框图如下：

图3. MCU程序执行流程

一、 bootloader project设置

1) Keil设置

图4. bootloader project中address 4在Keil设置

2) bootloader源程序修改Iap.h文件中

图5. bootloader project中address 5在程序中设置

二、app project设置

IAP demo提供了2个app程序供测试用，皆以address 5（0x800 4000）为起始地址。app1 LED3闪烁，app2 LED4闪烁。以app2为例，设计步骤如下：

1) Keil工程设置

图6. app project中address 5在Keil设置

2) app1源程序设置

图7. app project向量表偏移在程序中设置

3) 编辑generate_app.bat批处理文件

文件中的“-v 0x8002”为app程序版本号，可配置为0x8000-0Xffff范围内的任意值。

4) 编译生成bin文件

通过User选项卡，设置编译后调用fromelf.exe，根据axf文件生成bin文件，然后设置调用encrypt_app.bat批处理文件，生成OTA升级所需的bin文件。

通过以上3个步骤，我们就可以得到一个APP程序，将bin文件添加到OTA上位机软件即可实现app程序的更新。

如果在设计app code过程中需要对app project进行单独调试，请按照以下操作

a) 先下载bootloader工程

b) 再调试app工程

想必大家对蓝牙都不陌生，平时或多或少都用过，但单片机中的蓝牙模块是怎样的呢？这一期的干货将带你走进蓝牙模块的世界。

1、蓝牙模块简介

蓝牙模块是一种常用的无线通信模块，广泛应用于各种各类智能设备。无线蓝牙模块是指集成蓝牙功能的芯片基本电路集合，用于短距离2.4G的无线通讯模块。

对于最终用户来说，蓝牙模块是半成品，通过在模块的基础上功能再开发、封装外壳等工序，实现能够利用蓝牙通讯的最终产品。其中低功耗蓝牙模块（BLE）是指支持蓝牙协议4.0或更高的模块，也称为BLE模块。

2、版本

蓝牙版本有V1.0、V2.0、V3.0、V4.0，最新的是V4.0，蓝牙向下兼容，比如带有V2.0的手机不能搜索识别蓝牙3.0的模块，反过来则可以。

由于苹果设备对蓝牙设备进行特殊设置，所以V4.0之前的蓝牙串口模块不能直接应用于苹果。使用苹果的朋友如果遇到手机与蓝牙模块配对不成功的情况，可以试试在应用商店搜索LightBlue，至于LightBlue的使用方法，小编也不太清楚，有需要的小伙伴可以去摸索摸索（或者另外买个安卓的~）。

3、工作模式

蓝牙模块具有两种工作模式：

命令响应工作模式和自动连接工作模式。

当模块处于自动连接工作模式时，将自动根据事先设定的方式连接的数据传输；当模块处于命令响应工作模式时能执行 AT 命令，用户可向模块发送各种 AT 指令，为模块设定控制参数或发布控制命令。

AT 指令只能在模块未连接状态下才能生效，一旦蓝牙模块与设备连接上，蓝牙模块即进入数据透传模式（AT指令是应用于终端设备与PC应用之间的连接与通信的指令，AT 即Attention。AT指令是以AT作首，以字符结束的字符串，AT指令的响应数据包含在其中。每个指令执行成功与否都有相应的返回。）
不同的蓝牙模块对应的蓝牙AT指令集是有差别的，一般在卖家提供的蓝牙模块中文数据手册中，里面都有对应的AT指令集。

4、配置

将蓝牙模块与usb转ttl的RXD、TXD、GND、VCC连接好，按着蓝牙模块上的小按键不放，然后上电（按住上电是配置模式，直接上电是正常使用模式），使用蓝牙测试软件，让模块进入绝对AT模式，获取模块信息，可以得到蓝牙模块的信息。

通常配置波特率、主从机、配对密码，可以设置模块参数，设置设备名称、连接密码等。须确定波特率一致，不然会出现乱码而不能成功地进行之间的信息互传。

蓝牙模块可以当全双工串口使用，无需了解复杂的蓝牙协议。

5、硬件连接

和连接转换模块一样，蓝牙模块的RX连接单片机的TX，蓝牙模块的TX连接单片机的RX，还有VCC和GND管脚连上就好了，其他管脚通常不用管。

6、程序

下面这个程序是用手机连接蓝牙，在蓝牙串口助手发送1，单片机执行数码管显示函数，发送0，数码管灭。

主函数

在中断中接收数据

51单片机的串口中断是一个字节一个字节地接收数据的，比如手机向单片机发送了数据“123”，单片机中的中断函数会进入三次，把数据“123”分三次接收完，一次接收一个字符。

7、手机端操作

手机连接蓝牙，通过手机蓝牙串口助手发送数据（蓝牙串口助手直接在手机应用商店找）。
蓝牙模块有带一个指示灯，在连接成功蓝牙之前，蓝牙上面的红灯一直在闪烁，成功连接后，红灯会停止闪烁，每发送一条指令，电脑端的串口调试助手就能收到手机端发送的消息。

大部分蓝牙串口app能修改手机页面的按键名称，可根据需要自行修改。

调试好了蓝牙模块和手机之间的通信之后，可以通过手机蓝牙串口调试助手发送一些字符，让单片机执行特定的命令。可以尝试做一个蓝牙遥控小车，控制家电开关通断等等。

以上是一个简单的蓝牙模块的使用，还有各种神操作就让大家自己去尝试啦~

本文转载自：华师无协
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