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2020-03-29-STM32芯片烧录的三种方式介绍,串口STM32-ST-LINK-Utility以及STM32CubeProgrammer

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STM32芯片烧录的三种方式介绍，串口、STM32 ST-LINK Utility以及STM32CubeProgrammer

1 概述

1.1资源概述

开发板：正点原子STM32F103 Nano开发板

STM32 ST-LINK Utility版本：V4.5.0.0

STM32CubeProgrammer版本：V2.4.0

MDK版本：V5.23

主控芯片型号：STM32F103RBT6

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/3c59b80e08e35579426939aed59c2268.png

1.2 STM32串口烧录方式(ISP)-FLYMCU

启动模式说明说明，我们选择系统存储器启动。

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/ac9f036bbd153f5b737d9dfa5b020e88.png

内嵌的自举程序存放在系统存储区，由ST在生产线上写入，用于通过可用的串行接口对闪存存储器进行重新编程： ● 对于小容量、中容量和大容量的产品而言，可以通过USART1接口启用自举程序。串口烧录的原理就是利用这个自举程序读取串口的数据，对内部Flash进行擦写，实现程序的烧录。

使用串口进行烧录，上位机可采用FLYMCU，然后通过USB转串口线（或者板）给目标设备进行烧录。需要注意的是，如果是M3内核非互联网型的板子这里的串口必须是串口1，对应为GPIO9和GPIO10。如果是M4内核，可以是下述端口。

● USART1(PA9/PA10)

● USART3（PB10/11 和 PC10/11）

● CAN2(PB5/13)

● USB OTG FS(PA11/12) 从设备模式（DFU：器件固件升级）。

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/f2659fe3ddf84afa37e4e983b5cbee64.png

BOOT1设为0，BOOT0设为1，按复位键即可进入串口下载模式，打开FLYMCU软件，选择正确的串口，点击读器件信息，显示连接成功。

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/068ab9b78f861faa1e56451c4b471c51.png

打开所需要下载的HEX文件，这里由于电路上没有自动复位进BOOT区的电路（正点原子部分高级一点的板子有），我们选择不使用RTS和DTR。点击开始编程。直至下载成功。

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/50027e45295ef6fd5df318a8fea555e2.png

下载完成后，将BOOT0跳线跳到0，按一下Reset键，程序即可正常运行。

使用这种串口方式烧录时，若选择STLINK进行烧录，将会报错。未检测到STLINK错误提示。需要使用另外的工具进行烧录。

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/22df7bcc969c643c342b55b699a2b71f.png

可以使用KEIL内部集成的STLINK组件进行烧录，使用此种方式进行烧录时，将STLINK连接到电脑，在KEIL中可以检测到STLINK。 https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/9979a43f9ea24dff6a18cd7df598dfde.png

建立工程并编译通过后，可以实现内部集成的烧录工具实现对目标开发板（芯片）的烧录工作。

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/31d1aff04e14c697d2bb26f39418c03c.png

缺点是显而易见的，当我们工程文件缺失，只有烧录目标程序.bin或者.hex文件时，我们就不能通过这种方式进行烧录操作。接下来我给大家介绍两个ST官方的烧录软件，可以在ST官方网站上下载到。分别是STM32 ST-LINK Utility和STM32CubeProgrammer。

3.1 windows操作系统

3.1.1 软件烧录

上位机可采用ST官方的STLINK软件，然后通过STLINK模块给目标设备进行烧录。

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/347a6e46c0788a56a5a4b309ece69a05.png

此软件需要使用STLINK仿真烧录器，支持.bin/.src/.hex/.src/.s19五种格式的烧录文件下载。烧录文件在MDK软件编译工程时会自动生成。正点原子的例程烧录文件位于OBJ文件夹中（.hex）。如果是使用STM32CUBEIDE生成的工程，编译后烧录文件位于Debug文件夹中（.bin）。

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/ac6b4631596721872fb84d0a1890da24.png

这个软件支持开发板板载的STLINK V2.1进行烧录操作，不会提示需要固件升级等任何错误。具备烧录软件和芯片已烧软件比对灯功能。软件体积小巧，非常好用。

3.1.2 stlink对芯片的部分Sector进行擦除

在使用Bootloader+App的使用方式时，我们烧录App时，如果每次都对全片进行擦除，那么每次的Bootloard将会被我们擦除掉，导致程序需要下载两遍。我们可以选择对部分的Sector进行擦除，而不是全部。

案例：某个Bootloader对应开始地址为0x8000000，结束地址为0x80042B0 https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/3d897d99fc429a19cfe551d915ab5644.png#pic_center

APP应用对应的首地址为0x8010000

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/ffaeb8a1284777d253b86b59faacad02.png#pic_center

结束地址为0x8015BD0

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/cd2c8de6eade4321ba50147561de0d2e.png#pic_center

当我们不希望擦除Bootloader时，我们可以选择Sector擦除，擦除APP对应的地址段。

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/49eb98e8600572dfc6fc0ff259500e0b.png#pic_center

此时程序回退到没有下载APP时的运行状态。可以继续下载新的APP应用程序。

3.2.1 软件安装

软件直接使用命令行安装即可，UBUNTU的源自带此软件，无需在github上下载源码编译安装。

//安装STLINK
sudo apt install stlink-tools

//查看STLINK的版本，确认是否安装成功，如果成功会返回版本号
st-info --version

//安装STLINK-GUI界面
sudo apt install stlink-gui

//使用命令行进行下载
sudo st-flash write test.bin 0x8000000

使用命令行进行软件的烧写工作，下载命令的格式，比如说可以使用st-flash erase对芯片进行擦除

whs@whs-hp:~/Downloads$ st-flash
invalid command line
stlinkv1 command line: ./st-flash [--debug] [--reset] [--format <format>] [--flash=<fsize>] {read|write} /dev/sgX <path> <addr> <size>
stlinkv1 command line: ./st-flash [--debug] /dev/sgX erase
stlinkv2 command line: ./st-flash [--debug] [--reset] [--serial <serial>] [--format <format>] [--flash=<fsize>] {read|write} <path> <addr> <size>
stlinkv2 command line: ./st-flash [--debug] [--serial <serial>] erase
stlinkv2 command line: ./st-flash [--debug] [--serial <serial>] reset
                       Use hex format for addr, <serial> and <size>.
                       fsize: Use decimal, octal or hex by prefix 0xXXX for hex, optionally followed by k=KB, or m=MB (eg. --flash=128k)
                       Format may be 'binary' (default) or 'ihex', although <addr> must be specified for binary format only.
                       ./st-flash [--version]
example write option byte: ./st-flash --debug --reset --area=option write 0xXXXXXXXX
example read option byte: ./st-flash --debug --reset --area=option read > option_byte

3.2.2 命令行软件烧录（ST-FLASH）

软件下载示例，烧录文件为bin格式，需要带地址信息，sudo为非必须的，这里使用的版本是1.6.0

whs@whs-hp:~/STM32CubeIDE/workspace_1.6.1/Cube_fl03_led/Debug$ sudo st-flash write Cube_fl03_led.bin 0x8000000
[sudo] whs 的密码： 
st-flash 1.6.0
2021-08-27T00:28:36 INFO common.c: Loading device parameters....
2021-08-27T00:28:36 INFO common.c: Device connected is: F1 Medium-density device, id 0x20036410
2021-08-27T00:28:36 INFO common.c: SRAM size: 0x5000 bytes (20 KiB), Flash: 0x20000 bytes (128 KiB) in pages of 1024 bytes
2021-08-27T00:28:36 INFO common.c: Attempting to write 15400 (0x3c28) bytes to stm32 address: 134217728 (0x8000000)
Flash page at addr: 0x08003c00 erased
2021-08-27T00:28:36 INFO common.c: Finished erasing 16 pages of 1024 (0x400) bytes
2021-08-27T00:28:36 INFO common.c: Starting Flash write for VL/F0/F3/F1_XL core id
2021-08-27T00:28:36 INFO flash_loader.c: Successfully loaded flash loader in sram
 16/16 pages written
2021-08-27T00:28:37 INFO common.c: Starting verification of write complete
2021-08-27T00:28:37 INFO common.c: Flash written and verified! jolly good!
whs@whs-hp:~/STM32CubeIDE/workspace_1.6.1/Cube_fl03_led/Debug$

当烧录文件为hex格式时，由于hex文件里边包含地址信息，因此不需要再指定地址了，但是需要指明烧录的格式。

whs@whs-hp:/media/whs/HP_D/STM32/F103/trunk/FSMLED/Project$ st-flash --format ihex write output\(mdk\).hex

安装STLINK-GUI后，可以使用GUI程序进行下载，GUI的显示界面如下

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/3b772fae95ced21ff9618ec2728e6bab.png#pic_center

3.2.4 更多详细信息

命令行模式仅支持V1和V2版本的仿真器，并不支持V3版本的仿真器。

更多详细信息，可以参见GitHub的官方资料

4 STM32CubeProgrammer

4.1 使用STLINK进行下载

STM32CubeProgrammer软件是ST新推出的烧录软件，支持更多的方式设置，官方定位是替代ST-LINK Utility。打开如下图所示，支持STLINK、USB、UART以及OTA（均需要对应的烧录工具）下载，支持SWD和JTAG。但是需要说明的是，这个软件烧录时，需要STLINK固件为最新。使用正点原子Nano开发板时，会提示软件非最新，不能进行连接。

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/09d4f5a4e33aa22b8e1ab2dcf3a0e08c.png

弹出的固件需要升级的错误

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/ce7990c2a876a8b9e197011fdc4fe155.png

如果买的是官方出品的STLINK，可以正常对固件进行升级，如果不是官方的烧录器，升级前请三思，升级后有可能导致烧录器不能正常使用。下图为点击firmware update后出现的弹框。

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/1aaa573aa501a3f6aa090e9f48c378b5.png

使用正点原子Nano开发板也无需担心会升级导致不能用，因为你尝试升级时会弹出另外一个提示，需要额外的9856B空间，不能进行升级，原因是我们板载的STLINK芯片采用的STM32F103C8T6只有64K空间，这部分空间已经全部用完，不能再写入更新更大的固件。

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/7ec28bbdeb676af32269856d7e1c0b2f.png

另外这个软件也集成在STM32CUBEIDE软件中,STM32CUBEIDE为ST将eclipse、STM32CUBEMX和STM32CUBEPROGRAMMER集成整合到一起的综合编程软件，目前用的人还很少，挺好用，而且免费，跨平台。连接成功的示意图如下，默认会把芯片内部的程序读出来，可以对此程序进行另存为等操作。

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/c5d52da3bfd24a0bdbe9a88b6d7f5a81.png

使用此烧录工具，烧录时还可以对芯片进行读写保护，避免芯片被恶意读出盗窃烧录底层。

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/2e882f316e4511166b9c4cb599c6e02e.png

在ubuntu中此软件和windows下是相同的。

最新版本的软件支持JLINK，淘宝上100来块钱的仿真器可用，可以正常烧录擦写以及查看寄存器信息

https://i-blog.csdnimg.cn/direct/0d8f9a5eb6a641d795f145f6099cfc8e.png

4.2 使用串口进行下载（ISP）

我们在此软件中，可以使用串口进行连接烧录，这样做的好处是不需要使用第三方串口烧录工具，另外cubeprogrammer也不会对STLINK的版本信息进行核验。

1.BOOT设置，将BOOT1跳到0（开发板已经默认拉到地），BOOT0跳到1（3.3V）。按一下RESET按键

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/33783383266d09aeddc8ff2756ddd168.png

2,打开软件，选择Uart和正确的COM口，由于用的是串口，因此就和stlink无关了，用一个USB转串口线也可以进行下载。

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/166bd6a65bb4374e8ead8f4d2ad6ed70.png

3，连接成功后如下

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/cfa586f00fc856b9e59a130098151ba5.png

4，选择要下载的文件下载，下图所示已经下载成功。

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/702907d50400586342dc345b0ed7707e.png

5，将BOOT0跳线还原到BOOT0。若上图勾选了Run after programming,则无需按Reset即会运行新程序，若没有勾选，按一下Reset按键。

4.3 使用DFU模式（USB）

STM32F407的PA11和PA12为OTG USB功能，支持USB烧录，将此两个脚通过USB连接到电脑

将BOOT0跳到1，按复位键，再在然后选择USB后刷新，将显示USB1设备，若连接失败将显示NO DFU DETECTED

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/f96978fc34a8d88fba555217d1ee6eab.png

点击connect并下载，使用此种功能，既不需要USB转串口，也不需要仿真器，很方便。

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/f717b73a3469f89fdf508a1515143747.png

5 官方正版STLINK仿真器

这里我推荐一款官方的正版仿真器，即STLINK V3 MINI，ST官方近两年推出，采用了STM32F723的芯片，比常见的STLINK V2拥有更多的功能，更快的速度。

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/adebe76a22e0982bec49217327fbc574.png

这个仿真器非常小，比通常的U盘还小一号，且排线为14P 1.27mm间距的排线。因此不支持常见的2.54杜邦线连接，需要额外的转接板进行转接。这里需要特别注意。此款仿真器支持一个虚拟的串口（13脚和14脚），支持SWD和JTAG烧录，端口定义如下：

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/dc00044f19260893a72c68907c9d250e.png

嘉立创白嫖自制的转接板，此板的J4插座还支持NUCLEO的SWD扩展口的转接，按键为RESET按键，可以下载完成后手动对烧录好的芯片进行复位。

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/1ccf45b293ee0f2b0c82f2ac62fcaa42.png

背面引出的串口，本想放在正面的，结果实物比封装大，翻车了，而且1.27的插件不是一般难焊，很容易连锡。

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/b148df997886c6955e10958837523386.png

STLINK V3版本的速度比V2的要快，缺点是不支持山寨芯片，接上后提示无法连接到目标，而STLINK V2是支持山寨STM32芯片的。目前V3系列暂时未发现网上有仿造的产品出售。这款性价比比较高，淘宝价格80元，推荐各位购买。

官方的开发板集成了STLINK，这个STLINK可以对外进行烧录。这块部分可以裁下来单独使用。当烧录外部设备时，需要将外部烧录跳线拔下来，然后将烧录口和目标板通过杜邦线进行连接。不同的开发板对应的STLINK版本不同，F103对应的是V2.1，F7开发板对应的是V3.0。

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/953cf75c02dbb8c0a24a20c07188bd40.png

可以做一个6PIN转20PIN的转接板，转接到20pin上，成为一个标准的下载器。

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/b78b93ad810e1ccf34bce798f3c162f5.jpeg

6 连接异常处理

6.1 能连接但下载报错解决方案

使用杜邦线进行SWD连接时，如果是散线或者线缆过长，会出现KEIL能连接上，但是下载报错（flash错误或者M3错误）的故障。将线缆更换为排线或者降低线缆的长度可以解决这个问题。

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/f133678814e108f8d34853249ad53b66.png

6.2 特殊IO口使用导致烧录一次程序后SWD口不能用

JTAG或者SWD端口被占用，但是却没有进行正确的配置。

在开发STM32F407芯片时，调试18B20温度程序时发现一个问题，当下载完一次程序后，SW就失去连接

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/1abc71ddb83a58ce77187ee0eedf8c0b.png

强制烧录时报错信息如下：No target connected

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/b0c26b0e197b76071e93d76c76567775.png

报错信息Error：Flash Download failed-Target DLL has been cancelled

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/ce47c4ff737d4f847c16ba9cb491a8b2.png

使用utility连接也会报错，报错信息如下：Cannot connect to target

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/6e533a26ff07f6055ecf4d8db7f31b93.png

按照提示，在烧录时按Reset按键，成功烧录了软件。使用一行行注释排除的方法，最后定位在DS18B20_Init初始化函数这。程序使用了PB15作为了18B20的输入，这个口也是JTAG的接口，在使用时，不能按照常规GPIO口进行配置。使用时，需要先禁止JTAG，然后使能SWD。如果弄成了最后一种模式就SW下载方式无效，需要按住Reset复位重新连接烧录了。

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/56335689fe8fb6c8d948c43011ea2284.png

为了验证这个想法，在程序中将A15改为B15。更改初始化函数

u8 DS18B20_Init(void)
{
	GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;

  RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB, ENABLE);//使能GPIOA时钟，改为使能GPIOB时钟

  //GPIOA15，改为了GPIOB15
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_15;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;//普通输出模式
  GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽输出
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//50MHz
  GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉
  GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化
  DS18B20_Rst();
  return DS18B20_Check();
}

更改头文件定义

//IO方向设置
#define DS18B20_IO_IN()  {GPIOB->MODER&=0XCFFFFFFF;GPIOB->MODER|=0;}	//PA15输入模式，改为PB15
#define DS18B20_IO_OUT() {GPIOB->MODER&=0XCFFFFFFF;GPIOB->MODER|=0x40000000;} 	//PA15输出模式，改为PB15
 
IO操作函数											   
#define	DS18B20_DQ_OUT PBout(15) //数据端口	PA15，改为PB15
#define	DS18B20_DQ_IN  PBin(15)  //数据端口	PA15，改为PB15

更改后，可以通过编译，下载后，KEIL也能扫描到设备。

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/41076113ef9932b8292a6d645ae0f273.png

6.3 能识别到芯片，但是下载时弹出报错对话框

使用5.34版本的Keil，能识别到芯片，但是下载时报错 Command not supported

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/960e0075d9fef0207c1ce641fc18534e.png

点击确认下，报另外一个错误

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/c9dbc4aaedde5b608a91e582825c96cf.png

原因是新版本软件对未能及时升级STLINK固件的烧录器进行了封杀。需要升级仿真器的固件。当然盗版仿真器不能升级固件，唯一的解决办法是将Keil进行降级处理，降低到5.27版本。下图是在keil升级固件的方法。用正版仿真器实验过，没有这个问题。

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/12e2b1d441411abd1a3fb299d9c1ebc6.png

68747470733a2f2f626c6f672e:6373646e2e6e65742f77656978696e5f34363632333335302f:61727469636c652f64657461696c732f313035313732393731

更新于 2020-03-29
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