STM32：程序下载系列概览

1 下载协议

　　JTAG全称 joint test action group，边界扫描系统协议；是调试芯片的通用标准协议；

　　SWD全称 serial wire debug，串行调试协议；也是调试芯片的通用标准协议；

  在cortex内核中，SWD和JTAG可以通过内部的DP模块直接访问总线进行读写，不需要bootloader；

2 SWJ-DP

  SWJ-DP全称 serial wire/JTAG - debug port，串行和边界扫描系统调试端口；为stm32系列的程序下载端口；

  SWJ-DP可复用成JTAG调试接口、SW调试接口，分时复用JTAG协议、SWD协议进行下载；

  2.1 stm32f1系列引脚分配 

    

  2.2 SWJ-DP功能框图

    SW和JTAG协议都不需要通过bootloader；通过AHB/APB访问cm3的总线矩阵，直接访问读取cm3核心外的flash地址；

    SWJ-DP有自己的内部总线，它的时钟不来自AHB/APB,而是来自sw和jtag的外部时钟线；

    

    所以如果sw和jtag无法下载，和mcu的时钟配置、硬件晶振，程序跑飞 都没关系；

    所以sw和jtag无法下载大概率是因为芯片电压不稳定，引脚静电打坏了；至于软件原因则下：

      引脚在代码中被复用为gpio关闭了下载功能；

      代码进入低功耗模式 (STOP/STANDBY/SLEEPDEEP)，关闭了 Debug；

      代码跑飞、堆栈损坏进入 HardFault/BusFault 后挂死；然后hardFault后反复复位开始闭环；

      看门狗疯狂重启（几毫秒内复位），调试器来不及附着；

3 下载器

  SWJ-DP需要使用下载器下载：通过约定好的引脚端口、使用约定好的通讯方式、把代码写入芯片内部的特定位置；

　　STM32可以使用ULINK2下载器、JLINK下载器、STLINK下载器，以及各种抄板前三种下载器；

　　ULINK2下载器    >> JTAG协议，SWD协议

  STLINK下载器    >> STM8使用SWIM协议，STM32使用JTAG协议、SWD协议

　　JLINK下载器      >> JTAG协议，SWD协议，SPI协议

  3.2.1 最近遇到一个问题，一个14年初的jlink下载器，电脑安装了18年版本的V634 jlink驱动；jlink驱动不会兼容旧的jlink下载器；

    所以每次下载都会弹窗报错如下，我应该去下个旧的14年的jlink驱动就可以解决这个问题，先放着；

    “the connected J-LINK is defective.proper operation cannot be guaranteed.”

    https://www.segger.com/downloads/jlink

4  不使用下载器下载

  不使用下载器下载的话，则需要借助bootloader来将代码接收到特定的地址，然后再软件触发系统复位来运行程序；

  IAP >> IAP全称 in-applicatin programing，在线应用编程下载；

  ISP >>ISP全称 in-system programming，在线系统编程下载；

  4.1 ISP下载

    ISP下载时，不能直接通过MDK下载，需要借助flash_loader.exe / fly_mcu.exe下载；

    ISP下载时，下载软件通常通过usart1外设，与出厂bootloader程序直接通讯，bootloader将收到的代码搬运到flash内部的启动位置；

　　  下载软件不仅可以通过usart1下载，部分系列芯片还可以使用spi、can、iic等外设；其他外设估计大概率遇不到；

　　  bootloader程序怎么将代码搬运到flash内部并没有告诉我们，我也懒得找为什么了；

  4.2 如何触发软件复位

    NVIC_SystemReset()     >> 主流、标准、可靠

    配置芯片专用复位寄存器 >> ble芯片用 的

    看门狗超时复位      >>（ backup 方案）

　　4.3 ISP一键下载电路

    ch340电平转换芯片作用是直接将USB差分电平信号转换为TTL信号传递给单片机；

    大约是ch340厂家将RTS、DTR引脚控制封装进flymcu.exe并提供了电路接法；

    flymcu.exe软件关于RTS、DTR的配置选择为："DTR的低电平复位，RTS高电平进bootloader"，离谱妈妈快来开门；

　　　　以下倒推一下那俩三极管的作用，为了方便推导，pnp三极管在此简写为n型管、npn三极管在此简写为p型管；

    手上只有正点的板子所以用他的电路图，电路boot[1:0]是通过跳线帽手动修改的，本节前提手动配置了[boot1]=0b；

　　　　

　　　　4.3.1 ISP下载

　　　　  (1) [x:boot0]= x1b，reset先拉低再拉高；此时单片机根据boot[1:0]=x1b 从地址0x1FFF F000启动，ISP下载；

　　　　  (2) [x:boot0]= x0b，reset先拉低后拉高，此时单片机根据boot[1:0]=x0b 从地址0x0800 0000启动，执行程序；

         注意，如果[boot0]=0b，意味着RTS通过R48拉到了vcc，那么p型管始终截止，还怎么控制reset值呢？保留疑问继续；

　　　　4.3.2 ISP一键下载

      (1) RTS=1，DTR=1

        n型管截止断路boot0接地，boot0=0；p型管截止断路reset接vcc，reset=1；

        ch340上电初始化值；此时n型管不控制boot0状态，p型管不控制reset值；

      (2) RTS=0，DTR  \

        n型管导通10k和1k电阻串联后分压，boot0=1；p型管导通reset接RTS，reset=0；

        ISP地址启动；此时reset低电平有效，芯片复位；当前状态假设持续10ms，F1系列reset复位信号持续典型值为2.5ms；

　　　　　　(3) RTS \ ，DTR=1

        n型管状态不变，boot0=1；p型管截止断路reset接vcc，reset=1；

        ISP地址启动；此时reset释放，执行程序；芯片读取boot[1:0]=01b，启动ISP下载，直到flymcu.exe下载完成；

　　　　　　(4) RTS=1，DTR  \

        此时n型管截止断路boot0接地，boot0=0；p型管截止断路reset接vcc，reset=1；

        此时n型管不控制boot0状态，p型管不控制reset值；

      (5) isp下载完成后，从flash地址重新启动的reset信号不是ch340控制的

        可能是由于勾选了flymcu.exe的“编程后执行”提供的，可能是由内核电源模块提供的；

    4.3.3 ISP一键下载bug

      当usb转串口接电脑之后，再给单片机上电的瞬间DTR和RTS的电平变化导致竞争冒险，使得单片机可能反复重复复位；

      以上是野火说的，可以解释以下bug；

      当使用STLINK下载同时，同时使用ch340的usb转串口，直接拔掉电脑端stlink_usb，usb转串口会一直重复发送信息；

      usb转串口会一直重复发送信息，说明此时芯片在反复重启，反复复位；

      可能是因为stlink拔掉的时候reset信号出现了毛刺，可能通过电路板走线影响上了ch340的复位；

      然后导致ch340的DTR和RTS的竞争冒险所以单片机一直在复位；

      STM32 SWD下载口无法下载的原因和解决办法 - 创世界 - 博客园 (cnblogs.com)

5 小结

　　感觉自己棒棒哒；