1 概述
1.1资源概述
开发板：正点原子STM32F103 Nano开发板
8 c" p6 ?. S4 j8 n" n* \STM32 ST-LINK Utility版本：V4.5.0.0
% k; U- W; n8 B) P7 [$ LSTM32CubeProgrammer版本：V2.4.0
MDK版本：V5.23
主控芯片型号：STM32F103RBT6

# Z, }) {) s* H7 \& V- R0 k: S

+ R1 m% D# s7 \# u1.2 STM32串口烧录方式
+ B& ]% g5 A5 t7 ^# l启动模式说明说明，我们选择系统存储器启动。

9 C, M) s& s. i/ [7 i
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。
& S6 E2 ?% B' K● USART1(PA9/PA10)
● USART3（PB10/11 和 PC10/11）
/ {$ H( D% q+ R3 ]3 K7 ?● CAN2(PB5/13)
) @3 E8 z/ n7 p1 ]● 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。
8 Y# M) ^1 h' T
( j0 |' s( S; q( F
1 K& @$ h) w5 q2 u% w% C& ^! u5 t: O6 @
$ k+ a% ?; u. s- Z2 Y' C- ]* I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。



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。
3 V7 S: d9 b/ u) d2 J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。
: x9 P8 B( k( M! E. u4 }% a

. k$ h& J- ~" \& Z" g: V" p
" B* H: S( v7 j8 @, L2 ], l+ M2.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。
& o: n0 ?1 F9 i5 O/ N# R9 H


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。


( \; y3 j/ ^) I/ ]+ s8 @
1 K* V/ e$ L# D. k4 Y4 Z3 STM32 ST-LINK Utility介绍
3.1 windows操作系统
0 E$ d0 K4 f- _2 d, }/ }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。
1 }1 w$ J6 J, L' \
! m; p7 X1 [- e

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）。

+ x% _4 a6 [# E5 _9 e6 w0 G

0 s3 m( E* m* x$ r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。

0 }. t( Y7 u2 L2 s9 R, o. F3.2 Ubuntu操作系统中烧录
% D' S; h! v: w2 Q3 u3.2.1 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。
2 p' Z' h2 x2 B& {* ]$ {( v

1. //安装STLINK
   7 S! {; t4 _3 [$ T/ n+ S- B5 T
2. sudo apt install stlink-tools
     m! e, O' _5 J# g2 @1 B; C
3. 
   " m7 L% ]) B/ b* e
4. //查看STLINK的版本，确认是否安装成功，如果成功会返回版本号
   
5. st-info --version
   
6. 
   
7. //安装STLINK-GUI界面
   
8. sudo apt install stlink-gui
   ; X; L& O* ~' e. b9 g8 _
9. 
   
10. //使用命令行进行下载
    3 ?. U: n% \4 h9 N- `  g  d" t
11. sudo st-flash write test.bin 0x8000000

复制代码

* b/ Z* b  X' d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
. M0 x2 [8 r# Z6 p9 M6 {

1. whs@whs-hp:~/Downloads$ st-flash
   & ^& E- a+ M% v  [4 k' M* Z1 ?1 a
2. invalid command line
   
3. stlinkv1 command line: ./st-flash [--debug] [--reset] [--format <format>] [--flash=<fsize>] {read|write} /dev/sgX <path> <addr> <size>
   " Y" H7 }2 e6 V8 i8 S9 X/ g
4. stlinkv1 command line: ./st-flash [--debug] /dev/sgX erase
   
5. stlinkv2 command line: ./st-flash [--debug] [--reset] [--serial <serial>] [--format <format>] [--flash=<fsize>] {read|write} <path> <addr> <size>
   
6. stlinkv2 command line: ./st-flash [--debug] [--serial <serial>] erase
   
7. stlinkv2 command line: ./st-flash [--debug] [--serial <serial>] reset
   
8.                        Use hex format for addr, <serial> and <size>.
   
9.                        fsize: Use decimal, octal or hex by prefix 0xXXX for hex, optionally followed by k=KB, or m=MB (eg. --flash=128k)
   
10.                        Format may be 'binary' (default) or 'ihex', although <addr> must be specified for binary format only.
    ) ~  F+ Z: A% p& ~& _
11.                        ./st-flash [--version]
    " e) S& X+ E" b
12. example write option byte: ./st-flash --debug --reset --area=option write 0xXXXXXXXX
    
13. example read option byte: ./st-flash --debug --reset --area=option read > option_byte

复制代码

3.2.2 软件烧录
# C" b% k8 ~1 Y' H* d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
2 t; k5 Z3 H& o
/ w% c1 ], ~; A0 j6 h

1. whs@whs-hp:~/STM32CubeIDE/workspace_1.6.1/Cube_fl03_led/Debug$ sudo st-flash write Cube_fl03_led.bin 0x8000000
   . S4 I. `, K5 @) L# i* G& }* _
2. [sudo] whs 的密码：
   
3. st-flash 1.6.0
   
4. 2021-08-27T00:28:36 INFO common.c: Loading device parameters....
   & q2 M" ]: Q6 L, Y
5. 2021-08-27T00:28:36 INFO common.c: Device connected is: F1 Medium-density device, id 0x20036410
   
6. 2021-08-27T00:28:36 INFO common.c: SRAM size: 0x5000 bytes (20 KiB), Flash: 0x20000 bytes (128 KiB) in pages of 1024 bytes
   4 R: v1 ]9 o# {/ P: D' t
7. 2021-08-27T00:28:36 INFO common.c: Attempting to write 15400 (0x3c28) bytes to stm32 address: 134217728 (0x8000000)
   , ]0 N7 a# K: L' |! B3 Z3 f4 d
8. Flash page at addr: 0x08003c00 erased
   
9. 2021-08-27T00:28:36 INFO common.c: Finished erasing 16 pages of 1024 (0x400) bytes
   9 o9 y3 n" e2 r& @
10. 2021-08-27T00:28:36 INFO common.c: Starting Flash write for VL/F0/F3/F1_XL core id
    ! z! B, M( O  k. }7 t
11. 2021-08-27T00:28:36 INFO flash_loader.c: Successfully loaded flash loader in sram
    * ~, G( v% _& I% n2 B5 ?) e7 Z
12. 16/16 pages written
    
13. 2021-08-27T00:28:37 INFO common.c: Starting verification of write complete
    
14. 2021-08-27T00:28:37 INFO common.c: Flash written and verified! jolly good!
    1 n" R; B( S) ?% p7 ]2 i
15. whs@whs-hp:~/STM32CubeIDE/workspace_1.6.1/Cube_fl03_led/Debug$

复制代码

  x7 F1 C- q1 V2 H% O6 |' s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。
( _& b* e! ]: V  O" P# V# f: Z
8 N! ?! @5 o" m9 f+ q" P" ]

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

复制代码

0 d% x/ a7 e; ]4 Z' q3.2.3 使用GUI界面进行烧录
$ P: `# e# w  a- S安装STLINK-GUI后，可以使用GUI程序进行下载，GUI的显示界面如下
4 w& d+ I+ b; }8 q0 A+ s


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。
* a; H8 L! N  G' E! |2 M& A7 O  V更多详细信息，可以参见GitHub的官方资料

% F; ^; Q7 h9 ]2 y1 L6 o4 STM32CubeProgrammer
4.1 使用STLINK进行下载
2 t$ ^  K0 ?2 ~9 p5 gSTM32CubeProgrammer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。
8 p' }" ^% \4 b: q; t/ y* s* r2 o! R
1 e1 z& U5 `$ |, h& i
( T4 Z: b; p" A% F, G- I弹出的固件需要升级的错误
* B) P! {! a8 t; f2 m: b

( l/ A4 H% J+ ^
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。

, s4 Q' }( d$ X1 H) S, m' ]
. L+ D1 L" T3 J  B. ~) _: E$ x
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。
+ ]8 ?, O2 |( W0 A$ o  G


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。
- |  ~5 {0 ]% y* D$ @4 G6 C
  u( }& R5 F6 [" w& Y0 s

9 _; A4 v% W6 Z! z! N0 D6 B- a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。
0 r: t+ L- J$ {$ _

6 L4 G! \+ ^% O9 L0 R* a
在ubuntu中此软件和windows下是相同的。

, H5 B9 e9 a7 w* d2 _* ]4.2 使用串口进行下载
0 _" ~) L6 x1 @; n6 S# f5 x2 F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。
' z* q9 S. i9 `+ a# p
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

* Q! N% B% z3 v0 d7 y! k

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。

$ m+ i8 \8 y" k& J6 B! P. x

3，连接成功后如下


  ^) G; b! ?' L" `% V& O
4，选择要下载的文件下载，下图所示已经下载成功。



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。
- e9 f, C5 ?, j; l0 d/ m
5 l1 i+ u6 G, d- D  ~4 t6 m6 e5 官方正版STLINK仿真器
5.1 STLINK V3 mini下载器
0 c/ F7 I3 @  B( l- h# w# a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。



  r0 J* w# \4 e# C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：

' k" e: A8 ?8 V, p
( {* j. h1 t$ C% ~& r7 K
- K' P5 T+ I; ]( d( ~" }) q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。

% m7 R# J1 U& A4 N: `) T& Y+ u
- {$ t' h; z0 _) D4 u
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。
/ Z1 D* J4 \& r( u. p5 V
( w9 l0 I. j/ D2 x6 r
; D+ v+ n( z. k$ z5 J$ o
# }  M- t$ c7 uSTLINK 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。
# R# o. Y' U8 x5 q, ~

" w9 h, M! v/ s4 E8 T
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。
) H2 E2 U/ K9 G' w% }0 T& o+ m# d
% _) R# b* q8 k# t5 ]4 T  k

0 p( z# k4 @2 }% x6 a. Z0 I6 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。
. F7 }) M6 x- T

' F- w. U- r8 {2 v1 {% S9 n3 A0 k; @
+ _% ?( q6 C1 F& }6.2 特殊IO口使用导致烧录一次程序后SWD口不能用
2 H6 y7 M* v* A- f' v$ ]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

1 Z% A& R( [9 @. E9 b0 t

强制烧录时报错信息如下：No target connected


; A" m- i' A. }8 {$ X/ D2 U$ F( ~
报错信息Error：Flash Download failed-Target DLL has been cancelled
6 ^+ x; f( R$ O7 \- y

9 j! C: ]0 @3 s- R5 o5 N6 N
使用utility连接也会报错，报错信息如下：Cannot connect to target
7 w" t/ R3 b2 u& E3 ?( D# z& s
0 x1 i5 J- I" {2 q4 A, a' n" i
* \% y9 h4 o9 C0 W, X6 h" y
6 f' I; i- Q* K) L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。



为了验证这个想法，在程序中将A15改为B15。更改初始化函数

$ i; i- T7 W" R: R( o

1. u8 DS18B20_Init(void)
   1 g& U3 H9 m/ E7 M+ l( `
2. {
   
3.         GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
   0 x& ], A) x8 \8 t9 M# N6 G& z
4. 
   ! v+ n/ B( S) N' i7 @6 [2 |
5.   RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB, ENABLE);//使能GPIOA时钟，改为使能GPIOB时钟
   7 F( t; E/ m6 l/ l4 E
6. 
   
7.   //GPIOA15，改为了GPIOB15
   ' R9 V4 @5 l7 Z8 C1 {! c9 r
8.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_15;
   
9.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;//普通输出模式
   
10.   GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽输出
    
11.   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//50MHz
    7 J1 h+ Q6 [& P6 h5 I3 [# u( R
12.   GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉
    
13.   GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化
    ) r' D! Z; Z5 F) M- A3 v9 [( a
14.   DS18B20_Rst();
    
15.   return DS18B20_Check();
    . Y  j5 b$ P. c- @' y8 c* N
16. }

复制代码

更改头文件定义
( F9 r7 o+ G( G$ ^4 W- C; N

1. //IO方向设置
   ! _* `1 a  e% S$ \: I
2. #define DS18B20_IO_IN()  {GPIOB->MODER&=0XCFFFFFFF;GPIOB->MODER|=0;}        //PA15输入模式，改为PB15
   
3. #define DS18B20_IO_OUT() {GPIOB->MODER&=0XCFFFFFFF;GPIOB->MODER|=0x40000000;}         //PA15输出模式，改为PB15
   % Z+ [) A5 @6 b5 }5 V
4. 
   
5. IO操作函数                                                                                          
   : `9 ^$ D& l5 ~5 c5 u
6. #define        DS18B20_DQ_OUT PBout(15) //数据端口        PA15，改为PB15
   ' A  n. }9 Z* v/ t9 x
7. #define        DS18B20_DQ_IN  PBin(15)  //数据端口        PA15，改为PB15

复制代码

$ l# o2 V! O. A/ N更改后，可以通过编译，下载后，KEIL也能扫描到设备。



6.3 能识别到芯片，但是下载时弹出报错对话框
: I" r- Z# U+ a: y使用5.34版本的Keil，能识别到芯片，但是下载时报错 Command not supported
% m1 _5 U& H% e9 x7 h' @


' w  L% h6 S$ x) ~/ {! `4 h& p点击确认下，报另外一个错误
+ o+ w* v" ?2 o2 E" Q% }

+ J& M8 J1 w9 W1 i  x2 L
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。
- o0 s& U- c# ^0 y3 a2 G


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。
+ @& V. J3 e' F: V9 W5 S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


8 X# T- A2 f( s/ z: B3 H  P
) ?& V2 T4 T1 D/ `结束地址为0x8015BD0



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。

+ c& S) ?+ e2 ]9 B& X1 Q! ]
+ I4 S9 z+ r. m+ t1 P3 T) R6 ?9 e
+ @8 e9 P& x3 Y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。
) h9 \7 d5 L( a; d* e) E; Z

% p" v! W" V0 ~  S$ E* @2 \
! s3 y0 [, j6 b6 n( V' V' i