【经验分享】Boot Loader 与上位机通信不稳定

STMCU小助手 · 2022-02-17T12:48:36+00:00

问题： * |0 `: r+ F* U( j, J+ C0 B某客户工程师在某型号新产品的设计中，使用了 STM32L151VCT6。据其工程师讲述：他使用 ST 的Flash Loader demo 通过 STM32 的 USART1 向其加载用户程序，发现 Boot Loader demo 与 STM32通信不稳定，时而成功时而不成功，有时甚至连接不上。 % b4 S( x& k0 j. u/ m9 ^/ ` * s3 i! |8 D4 |# Z& d# W/ j# I/ |2 ~; i 调研： 8 e; K# o- m- P7 t* a用万用表测量其所使用的通信电缆，确认其完好。使用该通信电缆，将其所使用的电脑通信口与另外一个通信口连接，互发数据，验证该通信口完好。将电缆接回到其用户板上，选择用户板的启动模式，设为 System Memory 启动，然后开启用户板电源。通过串口调试助手向用户板以 57600BPS 的波特率发送数据 0x7f，并使用示波器观测 STM32 的 USART1 的 Tx 与 Rx 管脚。通过示波器观测，确认数据0x7f 正确传送到 USART1 的 Rx 管脚，而 Tx 管脚上有返馈代码 0x79。多次测试，发现并非每次测试 USART1 的 Tx 管脚上都有返馈代码送出。将 STM32 的 USART1 的 Tx、Rx 管脚用 10K 电阻上拉到 VDD，测试，现象依旧。将 STM32 的 USART2 的 Tx、Rx 管脚用 10K 电阻上拉到 VDD，测试，通信稳定。 : v. z! u, G/ c5 p" n% d3 X% R7 K1 }# c9 ]+ ` 结论： / U; a% |; O: ?4 v干扰信号通过 USART2 干扰了 Boot Loader 的运行，使其误认为 USART2 被选择用来与 Boot LoaderDemo 通信，而忽略了 USART1 上的信号，造成 Flash Loader Demo 不能通过 USART1 与其对话。 + E& H( M8 Z" c0 q5 ]1 Y9 t M7 S' r3 b: f4 C4 o: q7 X! o) ? 9 O2 _$ Q; X: g( V9 ^ 处理：) f2 A8 |5 A2 A) W 将 USART1 的 Tx、Rx 用 10K 电阻上拉到 VDD，将 USART2 的 Tx、Rx 用 10K 电阻上拉到 VDD。: n7 N: u4 _6 Y5 Y/ f2 R1 O+ b 8 ~1 e3 U2 p0 t1 J建议： 5 e" d5 T' A" z5 |" ]STM32 的 Boot Loader 有多个版本。早期的版本只支持通过 USART1 进行通信，后来的版本增加了USART2、USART3、CAN、DFU 等通信方式。见下表：8 k! a/ x( S d9 F" c/ K$ r9 G 9 e0 w# O, R G/ L0 j 0 d6 i$ U) `/ B3 ^' j- [ 0 e0 l* g3 o' h9 Y0 G: ^ 其中，对于使用 USART 进行通信的模式来说，需要在通信之前进行波特率检测与通信口选择。这一过程是通过在 USART 的 Rx 脚加载两个低脉冲（0x7f）实现的。由于复位状态的 STM32 的各个 I/O匀处于高阻状态，若此时片外电路对地电阻也为高阻，则容易受到干扰。STM32 会误将 Rx 管脚上的某些干扰脉冲当成波特率设定及通信口选择信号，造成波特率设定及通信口选择出错，进而导致正常的通信不能进行。同时，由于此时 Tx 对外没有驱动能力，作用在该管脚上的干扰信号也会被上位机的Flash Loader Demo 接收，而产生误动作。通常，使用 10K 电阻将每一路待选的 USART 通信口的 Tx及 Rx 管脚上拉到 VDD 可以解决这一问题。: K9 f2 A! M& G" T0 `0 S ' O. z; T7 u. B1 m: ]4 q$ B 上位机运行的 Flash Loader Demo 的相关设置，对于能否成功加载用户程序，起着至关重要的作用，根据多数使用者的经验，对于 Parity 的设置，要选择 Even 或 Odd，选 None 会导致较低的成功概率。Timeout 要选择足够长的时间，通常要选择最大值，如下图：7 @7 R9 Z- }* o8 Y & y! r- _# e/ V" h2 U+ K 1 }, l, F- k& C8 y ( L0 j4 }" l. \% O s: O ' Q) n i+ R+ K- ]" X' v

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STMCU小助手发布时间：2022-2-17 20:48

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文章简介:	Boot Loader 与上位机通信不稳定

问题：
某客户工程师在某型号新产品的设计中，使用了 STM32L151VCT6。据其工程师讲述：他使用 ST 的Flash Loader demo 通过 STM32 的 USART1 向其加载用户程序，发现 Boot Loader demo 与 STM32通信不稳定，时而成功时而不成功，有时甚至连接不上。

* s3 i! |8 D4 |# Z
调研：
用万用表测量其所使用的通信电缆，确认其完好。使用该通信电缆，将其所使用的电脑通信口与另外一个通信口连接，互发数据，验证该通信口完好。将电缆接回到其用户板上，选择用户板的启动模式，设为 System Memory 启动，然后开启用户板电源。通过串口调试助手向用户板以 57600BPS 的波特率发送数据 0x7f，并使用示波器观测 STM32 的 USART1 的 Tx 与 Rx 管脚。通过示波器观测，确认数据0x7f 正确传送到 USART1 的 Rx 管脚，而 Tx 管脚上有返馈代码 0x79。多次测试，发现并非每次测试 USART1 的 Tx 管脚上都有返馈代码送出。将 STM32 的 USART1 的 Tx、Rx 管脚用 10K 电阻上拉到 VDD，测试，现象依旧。将 STM32 的 USART2 的 Tx、Rx 管脚用 10K 电阻上拉到 VDD，测试，通信稳定。

结论：
干扰信号通过 USART2 干扰了 Boot Loader 的运行，使其误认为 USART2 被选择用来与 Boot LoaderDemo 通信，而忽略了 USART1 上的信号，造成 Flash Loader Demo 不能通过 USART1 与其对话。

处理：
将 USART1 的 Tx、Rx 用 10K 电阻上拉到 VDD，将 USART2 的 Tx、Rx 用 10K 电阻上拉到 VDD。

建议：
STM32 的 Boot Loader 有多个版本。早期的版本只支持通过 USART1 进行通信，后来的版本增加了USART2、USART3、CAN、DFU 等通信方式。见下表：

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其中，对于使用 USART 进行通信的模式来说，需要在通信之前进行波特率检测与通信口选择。这一过程是通过在 USART 的 Rx 脚加载两个低脉冲（0x7f）实现的。由于复位状态的 STM32 的各个 I/O匀处于高阻状态，若此时片外电路对地电阻也为高阻，则容易受到干扰。STM32 会误将 Rx 管脚上的某些干扰脉冲当成波特率设定及通信口选择信号，造成波特率设定及通信口选择出错，进而导致正常的通信不能进行。同时，由于此时 Tx 对外没有驱动能力，作用在该管脚上的干扰信号也会被上位机的Flash Loader Demo 接收，而产生误动作。通常，使用 10K 电阻将每一路待选的 USART 通信口的 Tx及 Rx 管脚上拉到 VDD 可以解决这一问题。

上位机运行的 Flash Loader Demo 的相关设置，对于能否成功加载用户程序，起着至关重要的作用，根据多数使用者的经验，对于 Parity 的设置，要选择 Even 或 Odd，选 None 会导致较低的成功概率。Timeout 要选择足够长的时间，通常要选择最大值，如下图：

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