###
  • Интернет
  • Программы
  • Игры
  • Проблемы
  • Windows
  • Социальные сети
  • Android
  • Ios

    • Swd stm32 распиновка. Быстрое освоение микроконтроллеров STM32

    09.04.2024 Принтеры

    Некоторые из микроконтроллеров stm32 поддерживают USB DFU протокол (их список можно посмотреть в app note AN3156), в такие МК прошивку можно заливать через обычный USB, используя например DFuSe demo от ST, либо опенсурсный dfu-util. С этим вариантом все понятно и описывать его я не буду.

    Для тех же МК (в частности и того, который используется в плате BluePill — STM32F103C8T6), которые обделены поддержкой DFU, так или иначе нужен программатор, например ST-Link V2 Mini

    Распиновка устройства:

    Подключается к плате просто:

    ST-Link STM32F103C8T6 3.3V --- 3.3V GND --- GND SWDIO --- DIO SWCLK --- DCLK

    Также нужна утилита ST-Link Utility, скачать ее можно с официального сайта st.com — ссылка . При первом подключении неплохо было бы обновить firmware самого программатора. Выбираем ST-LINK -> firmware update, если доступна более свежая firmware, то будет что-то подобное:

    Выбираем Yes >>>>, прошивка обновляется.

    Далее открываем собственно файл с прошивкой, и выбираем Target -> Connect. В окне состояния утилиты появится информация и вашем МК — это значит, что программатор подключен корректно и утилита может контактировать с МК. Пример:

    Затем нужно сделать полную очистку чипа, выбираем Target -> Erase Chip

    В случае, если например, моя прошивка из поста контроллере педалей и кнопок уже была залита и ее нужно обновить или перезалить, то программатор не сможет так просто подключиться к плате (потому что я использую пины SWD как обычные GPIO). В этом случае есть два варианта:

    1. переставить оба желтых джампера. Плата в этом случае загрузится у вас сразу во внутренний бутлоадер
    2. можно сделать так называемый Connect under Reset. Для него последовательность будет такая:
    • в ST-Link Utility выбираем Target -> Settings
    • в Reset Mode выбираем Hardware Reset
    • нажимаем и держим кнопку Reset на плате
    • нажимаем OK в ST-Link Utility
    • отпускаем кнопку Reset на плате

    PS. Если у вас есть плата для разработчиков SMT32F4Discovery, то она уже имеет в себе программатор и его также можно использовать для прошивки другой платы. В данном случае нужно использовать разъем SWD у STM32F4Discovery и убрать обе перемычки CN3. Разъем SWD имеет следующую распиновку:

    Опубліковано 09.08.2016

    Микроконтроллеры STM32 приобретают все большую популярность благодаря своей мощности, достаточно разнородной периферии, и своей гибкости. Мы начнем изучать , используя бюджетную тестовую плату, стоимость которой не превышает 2 $ (у китайцев). Еще нам понадобится ST-Link программатор, стоимость которого около 2.5 $ (у китайцев). Такие суммы расходов доступны и студентам и школьникам, поэтому именно с такого бюджетного варианта я и предлагаю начать.


    Этот микроконтроллер не является самым мощным среди STM32 , но и не самый слабый. Существуют различные платы с STM32 , в томе числе Discovery которые по цене стоят около 20 $. На таких платах почти все то же, что и на нашей плате, плюс программатор. В нашем случае мы будем использовать программатор отдельно.

    Микроконтроллер STM32F103C8. Характеристики

    • Ядро ARM 32-bit Cortex-M3
    • Максимальная частота 72МГц
    • 64Кб Флеш память для программ
    • 20Кб SRAM памяти
    • Питание 2.0 … 3.3В
    • 2 x 12-біт АЦП (0 … 3.6В)
    • DMA контролер
    • 37 входов / выходов толерантных к 5В
    • 4 16-розрядних таймера
    • 2 watchdog таймера
    • I2C – 2 шины
    • USART – 3 шины
    • SPI – 2 шины
    • USB 2.0 full-speed interface
    • RTC – встроенные часы

    На плате STM32F103C8 доступны

    • Выводи портов A0-A12 , B0-B1 , B3-B15 , C13-C15
    • Micro-USB через который можно питать плату. На плате присутствует стабилизатор напряжения на 3.3В. Питание 3.3В или 5В можно подавать на соответствующие выводы на плате.
    • Кнопка Reset
    • Две перемычки BOOT0 и BOOT1 . Будем использовать во время прошивки через UART .
    • Два кварца 8Мгц и 32768 Гц. У микроконтроллера есть множитель частоты, поэтому на кварце 8 МГц мы сможем достичь максимальной частоты контроллера 72Мгц.
    • Два светодиода. PWR – сигнализирует о подачи питания. PC13 – подключен к выходу C13 .
    • Коннектор для программатора ST-Link .

    Итак, начнем с того, что попробуем прошить микроконтроллер. Это можно сделать с помощью через USART, или с помощью программатора ST-Link .

    Скачать тестовый файл для прошивки можно . Программа мигает светодиодом на плате.

    Прошивка STM32 с помощью USB-Uart переходника под Windows

    В системной памяти STM32 есть Bootloader . Bootloader записан на этапе производстве и любой микроконтроллер STM32 можно запрограммировать через интерфейс USART с помощью USART-USB переходника. Такие переходники чаще всего изготавливают на базе популярной микросхем FT232RL . Прежде всего подключим переходник к компьютеру и установим драйвера (если требуется). Скачать драйвера можно с сайта производителя FT232RL – ftdichip.com . Надо качать драйвера VCP (virtual com port). После установки драйверов в компьютере должен появиться виртуальный последовательный порт.


    Подключаем RX и TX выходы к соответствующим выводам USART1 микроконтроллера. RX переходника подключаем к TX микроконтроллера (A9). TX переходника подключаем к RX микроконтроллера (A10). Поскольку USART-USB имеет выходы питания 3.3В подадим питания на плату от него.

    Чтобы перевести микроконтроллер в режим программирования, надо установить выводы BOOT0 и BOOT1 в нужное состояние и перезагрузить его кнопкой Reset или выключить и включить питание микроконтроллера. Для этого у нас есть перемычки. Различные комбинации загоняют микроконтроллер в различные режимы. Нас интересует только один режим. Для этого у микроконтроллера на выводе BOOT0 должно быть логическая единица, а на выводе BOOT1 – логический ноль. На плате это следующее положение перемычек:

    После нажатия кнопки Reset или отключения и подключения питания, микроконтроллер должен перейти в режим программирования.

    Программное обеспечение для прошивки

    Если используем USB-UART переходник, имя порта буде примерно такое /dev/ttyUSB0

    Получить информацию о чипе

    Результат:

    Читаем с чипа в файл dump.bin

    sudo stm32flash -r dump.bin /dev/ttyUSB0

    Пишем в чип

    sudo stm32flash -w dump.bin -v -g 0x0 /dev/ttyUSB0

    Результат:

    Stm32flash 0.4 http://stm32flash.googlecode.com/ Using Parser: Raw BINARY Interface serial_posix: 57600 8E1 Version: 0x22 Option 1: 0x00 Option 2: 0x00 Device ID: 0x0410 (Medium-density) - RAM: 20KiB (512b reserved by bootloader) - Flash: 128KiB (sector size: 4x1024) - Option RAM: 16b - System RAM: 2KiB Write to memory Erasing memory Wrote and verified address 0x08012900 (100.00%) Done. Starting execution at address 0x08000000... done.

    Прошивка STM32 с помощью ST-Link программатора под Windows

    При использовании программатора ST-Link выводы BOOT0 и BOOT1 не используются и должны стоять в стандартном положении для нормальной работы контроллера.

    (Книжка на русском языке)

    Маркировка STM32

    Device family Product type Device subfamily Pin count Flash memory size Package Temperature range
    STM32 =
    ARM-based 32-bit microcontroller     		F = General-purpose
    L = Ultra-low-power
    TS = TouchScreen
    W = wireless system-on-chip     		60 = multitouch resistive
    103 = performance line     		F = 20 pins
    G = 28 pins
    K = 32 pins
    T = 36 pins
    H = 40 pins
    C = 48/49 pins
    R = 64 pins
    O = 90 pins
    V = 100 pins
    Z = 144 pins
    I = 176 pins
    B = 208 pins
    N = 216 pins     		4 = 16 Kbytes of Flash memory
    6 = 32 Kbytes of Flash memory
    8 = 64 Kbytes of Flash memory
    B = 128 Kbytes of Flash memory
    Z = 192 Kbytes of Flash memory
    C = 256 Kbytes of Flash memory
    D = 384 Kbytes of Flash memory
    E = 512 Kbytes of Flash memory
    F = 768 Kbytes of Flash memory
    G = 1024 Kbytes of Flash memory
    I = 2048 Kbytes of Flash memory     		H = UFBGA
    N = TFBGA
    P = TSSOP
    T = LQFP
    U = V/UFQFPN
    Y = WLCSP     		6 = Industrial temperature range, –40…+85 °C.
    7 = Industrial temperature range, -40…+ 105 °C.
    STM32 F 103 C 8 T 6

    Как снять защиту от записи / чтения?

    Если вы получили плату с STM32F103, а программатор ее не видит, это означает, что китайцы защитили Флеш память микроконтроллера. Вопрос “зачем?” оставим без внимания. Чтобы снять блокировку, подключим UART переходник, будем программировать через него. Выставляем перемычки для программирования и поехали:

    Я это буду делать из под Ubuntu с помощью утилиты stm32flash.

    1. Проверяем видно ли микроконтроллер:

    Sudo stm32flash /dev/ttyUSB0

    Должны получить что-то такое:

    Stm32flash 0.4 http://stm32flash.googlecode.com/ Interface serial_posix: 57600 8E1 Version: 0x22 Option 1: 0x00 Option 2: 0x00 Device ID: 0x0410 (Medium-density) - RAM: 20KiB (512b reserved by bootloader) - Flash: 128KiB (sector size: 4x1024) - Option RAM: 16b - System RAM: 2KiB

    2. Снимаем защиту от чтения а затем от записи:

    Sudo stm32flash -k /dev/ttyUSB0 stm32flash 0.4 http://stm32flash.googlecode.com/ Interface serial_posix: 57600 8E1 Version: 0x22 Option 1: 0x00 Option 2: 0x00 Device ID: 0x0410 (Medium-density) - RAM: 20KiB (512b reserved by bootloader) - Flash: 128KiB (sector size: 4x1024) - Option RAM: 16b - System RAM: 2KiB Read-UnProtecting flash Done. sudo stm32flash -u /dev/ttyUSB0 stm32flash 0.4 http://stm32flash.googlecode.com/ Interface serial_posix: 57600 8E1 Version: 0x22 Option 1: 0x00 Option 2: 0x00 Device ID: 0x0410 (Medium-density) - RAM: 20KiB (512b reserved by bootloader) - Flash: 128KiB (sector size: 4x1024) - Option RAM: 16b - System RAM: 2KiB Write-unprotecting flash Done.

    Теперь можно нормально работать с микроконтроллером.

    Для полноценной работы с отладочной платой в первую очередь нужен программатор! В продаже представлено множество различных отладочных плат с программаторами/отладчиками на борту, наибольшего распространения приобрели платы от самого производителя микроконтроллеров, фирмы ST — Discovery Kits .

    Внутрисхемный программатор/отладчик ST-LINK/V2 расположен на платах Discovery и его можно и нужно использовать при работе с собственными отладочными платами, а так-же при программировании устройств на основе микроконтроллеров STM32.

    В статье рассмотрим использование платы STM32F4Discovery (рисунок 1) в качестве программатора/отладчика.

    Рисунок 1

    В верхней части платы расположен ST-LINK/V2 и может работать только как SWD интерфейс. Первоначально плата настроена на работу с бортовым МК, и для использования с другими микроконтроллерами необходимо произвести несколько манипуляций.

    Компоновка платы приведена на рисунке 2.

    Рисунок 2

    Красным выделены:

    1) Собственно сам разъем SWD — CN2;

    2) Перемычка для переключения между бортовым МК и разъемом SWD — CN3;

    3) Питание (3 В) — VDD.

    В технической документации приведена следующая распиновка разъема CN2 (рисунок 3).

    Рисунок 3

    Подключаем нашу плату к пинам:

    2 — линия тактирования;

    3 — земля (минус питания);

    4 — линия данных;

    5 — сигнал сброса МК.

    Если плата питается не от внешнего источника, то можно за питать от платы Discovery (VDD уровень 3 вольт).

    Далее нужно переключить STLink на работу с внешним микроконтроллером, для этого убираем перемычки CN3. По всем правилам игры — можно уже смело работать с другими отладочными платами… Но чудо не всегда происходит… Для полноценной работы нужно сделать еще одну небольшую доработку!

    Для исключения влияния бортового МК и МК на отладочной плате нужно еще разделить сигнал сброса T_NRST, для этого на плате Discovery предусмотрена перемычка SB11, расположена она на обратной стороне платы (рисунок 4).

    Рисунок 4

    Схема данного участка приведена на рисунке 5.

    Рисунок 5

    На плате перемычка SB11 уже запаяна, и сигнал сброса одновременно поступает на два микроконтроллера. Выпаяв бусинку-перемычку и припаяв на проводках разъем с двумя контактами можно отключать сигнал сброса от МК на плате Discovery. Фотография платы с изменениями приведена на рисунке 6.

    Рисунок 6

    Фотография подключенной отладочной платы к плате Discovery приведена на рисунке 7

    У STM32 есть очень удобный интерфейс для отладки и прошивки МК - Serial Wire Debug, сокращено SWD . Его удобство заключается в том, что для отладки надо подключить всего два информационных вывода и два вывода питания. Схема подключения выглядит следующим образом.

    После того как выводы подключены, надо разрешить отладку по SWD в среде программирования, в KEIL это делается так.


    Также у SWD есть вывод SWO , его подключать необязательно, но если его подключить(подтянув к питанию через 10K), то можно будет выводить сообщения в режиме реального времени. То есть в процессе исполнения кода, МК может слать нам отладочную информацию, например, какой участок кода сейчас выполняется, получается что-то типа usart c терминалом.
    Разрешить отправлять отладочную информация по выводу SWO можно во вкладке trace: разрешив трассировку, указав частоту на которой работает МК и порт.


    Ниже пример, который позволяет выводить сообщения с помощью SWO , в специальное окошко, само окошко можно открыть так: view->Serial windows->debug (printf) viewer.
    #include "stm32f10x.h" #include #define ITM_Port8(n) (*((volatile unsigned char *)(0xE0000000+4*n))) #define ITM_Port16(n) (*((volatile unsigned short*)(0xE0000000+4*n))) #define ITM_Port32(n) (*((volatile unsigned long *)(0xE0000000+4*n))) #define DEMCR (*((volatile unsigned long *)(0xE000EDFC))) #define TRCENA 0x01000000 struct __FILE { int handle; /* Add whatever you need here */ }; FILE __stdout; FILE __stdin; int fputc(int ch, FILE *f) { if (DEMCR & TRCENA) { while (ITM_Port32(0) == 0); ITM_Port8(0) = ch; } return(ch); } int main(void) { while(1) { printf("Hello from stm32 printf!\r\n"); } }
    Вот как это выглядит, картинку можно увеличить кликнув по ней.

    Ну и главное, для чего задумывалась эта статья, в качестве отладчика использую китайский jlink , распиновка его коннектора стандартная и её легко можно найти в интернете, но это не мешает мне постоянно забывать какие выводы куда подключать, поэтому оставлю здесь фотку, какие пины на коннекторе jlik предназначены для SWD .