【经验分享】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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STMCU小助手发布时间：2022-5-6 09:55

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

1 概述( [ J+ g4 E6 J4 n. O+ |9 o* X: z
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

QIJV`C3P1@WS[%F@UI6(HD7.png

1.2 STM32串口烧录方式
启动模式说明说明，我们选择系统存储器启动。
I}5HTZ[Q4)MAD7UZPPM4$I1.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）。

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。

5MG7C$HP4{~G8Q`)HKZ}T4N.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。

5HYGC7S3MIB7WS6K3TIRN$X.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。

$1])I`NH(NCE`_T(C{DXA4Q6.png$

2.KEIL软件下载介绍
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。
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。

$)7H[7R35SEB_C{9LA})HC3I.png$

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。

UQI3T}M`NL0(N9G]{88~LWO.png

. |) Q- r: V; [7 u3 STM32 ST-LINK Utility介绍7 Q4 F Z8 R+ p5 S3 ^% _$ e
3.1 windows操作系统
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。

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）。

)90LXV1Y3S6L$O(Z46~HIFC.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。

3.2 Ubuntu操作系统中烧录: N, }% _- [4 l* i
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% w j) l7 E; G
sudo apt install stlink-tools
: ^# f& v# q) C7 `
: K j4 ~4 z7 Z, @( |1 |6 ~
//查看STLINK的版本，确认是否安装成功，如果成功会返回版本号
/ f1 ?& P4 b: R$ _# C
st-info --version
0 W# f' F5 ^3 I
! N+ v: ]' D, @8 C: K" y5 V
//安装STLINK-GUI界面
3 f# C2 V* H: {" S
sudo apt install stlink-gui1 J6 t0 A& D: Z! y7 W# S/ g/ {5 f
6 }) J' u2 K+ R ~6 A( x q2 z: ?
//使用命令行进行下载
' c4 q! Y" D- S5 K
sudo st-flash write test.bin 0x8000000

复制代码

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
; ]- P5 r5 d1 [6 b
invalid command line3 I6 [/ a0 r0 W& S4 t
stlinkv1 command line: ./st-flash [--debug] [--reset] [--format <format>] [--flash=<fsize>] {read|write} /dev/sgX <path> <addr> <size>2 X2 U1 { N- _# k
stlinkv1 command line: ./st-flash [--debug] /dev/sgX erase1 I0 e+ t/ G/ Y6 x0 C
stlinkv2 command line: ./st-flash [--debug] [--reset] [--serial <serial>] [--format <format>] [--flash=<fsize>] {read|write} <path> <addr> <size>2 Z: V- I. c- p( C5 Q9 t
stlinkv2 command line: ./st-flash [--debug] [--serial <serial>] erase
4 Z) y/ U* f! X" M3 \
stlinkv2 command line: ./st-flash [--debug] [--serial <serial>] reset3 S% D1 {/ ?7 c/ g, M. O2 Z7 U
Use hex format for addr, <serial> and <size>.! _2 n' n' M1 j( ~/ s2 s
fsize: Use decimal, octal or hex by prefix 0xXXX for hex, optionally followed by k=KB, or m=MB (eg. --flash=128k)0 I# {* N) s3 v% k- U$ a, g$ ~
Format may be 'binary' (default) or 'ihex', although <addr> must be specified for binary format only.
' H, |! j+ a: K5 X
./st-flash [--version]
9 G& ~0 N8 {$ F+ o! R
example write option byte: ./st-flash --debug --reset --area=option write 0xXXXXXXXX3 Y5 X/ ^$ p6 `; P5 ^
example read option byte: ./st-flash --debug --reset --area=option read > option_byte

复制代码

3.2.2 软件烧录
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
2 ^ V& L4 D) J9 {* R: b
[sudo] whs 的密码：
% W0 r1 F4 R. M2 L z' R1 l$ U
st-flash 1.6.0
( @; \) G" j3 O+ |2 c+ I
2021-08-27T00:28:36 INFO common.c: Loading device parameters....
9 Z/ g) ^; a, T$ C
2021-08-27T00:28:36 INFO common.c: Device connected is: F1 Medium-density device, id 0x20036410
+ F/ m& E0 g. z7 e
2021-08-27T00:28:36 INFO common.c: SRAM size: 0x5000 bytes (20 KiB), Flash: 0x20000 bytes (128 KiB) in pages of 1024 bytes
, R- t" q; _; o2 z/ y
2021-08-27T00:28:36 INFO common.c: Attempting to write 15400 (0x3c28) bytes to stm32 address: 134217728 (0x8000000)$ L, P0 |6 h# J& h- r
Flash page at addr: 0x08003c00 erased: K% O) K0 }- g" `
2021-08-27T00:28:36 INFO common.c: Finished erasing 16 pages of 1024 (0x400) bytes/ _ w( e7 e$ J1 P& S
2021-08-27T00:28:36 INFO common.c: Starting Flash write for VL/F0/F3/F1_XL core id
2 G0 X/ `* ^" k; L
2021-08-27T00:28:36 INFO flash_loader.c: Successfully loaded flash loader in sram
' n/ o8 |; u( l2 p% M4 c
16/16 pages written0 ^3 X" R7 t! H5 e( ?
2021-08-27T00:28:37 INFO common.c: Starting verification of write complete
2 I: X# m6 A( V4 ]! R1 _
2021-08-27T00:28:37 INFO common.c: Flash written and verified! jolly good!
3 X: F- W9 z( y7 d+ t
whs@whs-hp:~/STM32CubeIDE/workspace_1.6.1/Cube_fl03_led/Debug$

复制代码

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

复制代码

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

${5C05PZ32H_H0V{ZUVOD2.png$

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
7 `5 }9 i$ I7 ^, x9 _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。
RT6N@R`}6LGY(Q7)EO]6J(J.png

弹出的固件需要升级的错误

AWMD}{I[6XFXKJZ2L{1[9VA.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。

UCE)]X[W[E0J8K$%M$A(A)4.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。

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。

~BHKHPJ55K843QTLM0DB(1O.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。

MHG]EQYKGQYWHOJC9~8$}MV.png

在ubuntu中此软件和windows下是相同的。

4.2 使用串口进行下载
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

L$BB]N1IV1]Z0LDRWOERX7L.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。

I4Z6K9P8%]{WO5V4RN%E{)0.png

3，连接成功后如下

4，选择要下载的文件下载，下图所示已经下载成功。

W6U8POFZ${{OW6TNZZTFPWA.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。

5 官方正版STLINK仿真器6 @$ n# w, d3 H7 t, q# B% C
5.1 STLINK V3 mini下载器
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。

7~U(Z@RW%()X$FW7ML{AULL.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：

$2([)Q497${KHGQ4ENZ_LI.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。

N9ROE)K(M(YVBJO0LL6WCNO.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。

W$N1_2XS(ZA9481%GX5T0~2.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。

5.2 集成在官方开发板上的STLINK
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。

2(RJRZHN0IQ5JXG7@02$UUQ.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。

7[Y2Q`LXJ8JZ]V78CWPPWDF.png

6 连接异常处理
+ H z5 y3 n' k/ Y3 N9 N6.1 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。

JNX01_AQL98_LFHHZ%PVKS2.png

. ?' E* l' C8 z, o" N/ T {" D6.2 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

8$F5M1ZZAF$]1A)FP`EA$$Q.png

强制烧录时报错信息如下：No target connected

~L8$%~HS_8P]F6[7T]4XH}N.png

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

)[FIOIPWXU5VTF@@F@WG[IB.png

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

S__H@6SJBAS44LY(2VI1B8I.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。

O({94CTAQBEDIHM~X@9PSA9.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) \8 z, r' B( H+ L- @6 s
{
8 V$ _4 g5 {- E0 \) f
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;% @. \- U$ P! _
/ M* ^! G- k- W+ Y) c
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB, ENABLE);//使能GPIOA时钟，改为使能GPIOB时钟' U. x# H1 H7 U$ } Y
; s, B% L$ L9 X! B9 i# k
//GPIOA15，改为了GPIOB15
' u% n9 L; v9 z3 d
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_15;
+ X5 ^3 M7 F, z5 n v
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;//普通输出模式
0 ?' {# a) h2 c# x$ `* f7 r
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽输出- C6 r9 n* }( n1 o. I
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//50MHz/ ?2 o3 o5 i& r/ z* i
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉5 r* l) @4 U7 Z( k+ a
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化
% `9 N, N* L7 b& L8 k
DS18B20_Rst();
1 B1 R. d/ w, k( F) k
return DS18B20_Check();
4 N2 x8 x {' N7 Y" t7 ~6 [+ A
}

复制代码

更改头文件定义

//IO方向设置
2 c* \. c% y/ D- p4 O$ b0 p
#define DS18B20_IO_IN() {GPIOB->MODER&=0XCFFFFFFF;GPIOB->MODER|=0;} //PA15输入模式，改为PB15 P4 ?) w o/ c& Q5 U% v
#define DS18B20_IO_OUT() {GPIOB->MODER&=0XCFFFFFFF;GPIOB->MODER|=0x40000000;} //PA15输出模式，改为PB154 m3 _/ h+ l/ y6 i
9 l+ Y( t, P- u
IO操作函数 # }: {& ?6 {7 |1 T, S- }* p
#define DS18B20_DQ_OUT PBout(15) //数据端口 PA15，改为PB15
9 C p @; ^# P
#define DS18B20_DQ_IN PBin(15) //数据端口 PA15，改为PB15

复制代码

更改后，可以通过编译，下载后，KEIL也能扫描到设备。

S1UEZ166@LHTB}ILYKEVM.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

$%GE64FILYMFH_0~0~M{ZC.png$

点击确认下，报另外一个错误

F6O02EZEKQMO8]V`Z5IHW.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。

S5RMZ2KZ[I2X1JDEQF6W{LV.png

7 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
APP应用对应的首地址为0x8010000

A29J_F6S0DC[H)9W~D~~D[I.png