1 概述
1.1资源概述
' A$ d3 ]5 I# U7 p  x% y. K开发板：正点原子STM32F103 Nano开发板
STM32 ST-LINK Utility版本：V4.5.0.0
9 c* U( h* T! ^6 W0 f/ {5 cSTM32CubeProgrammer版本：V2.4.0
MDK版本：V5.23
主控芯片型号：STM32F103RBT6
7 _7 v4 M; E6 ?4 v4 `3 X0 I
  c  E  K( |, e" H: T1 }1 |
* w) d  ?8 `. T0 o: k
1.2 STM32串口烧录方式
" Y7 o; K% |0 \" S, W/ n启动模式说明说明，我们选择系统存储器启动。


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。
: w: J9 a+ `9 Z' a  z3 I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)
& M4 L( X/ H! ^+ e- g* L● USB OTG FS(PA11/12) 从设备模式（DFU：器件固件升级）。


5 g/ W6 L$ L: E6 B. E7 ^
5 m; R' T! H1 p5 m& w6 l2 MBOOT1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。


; y( a. l5 C  K0 j
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。


8 ^/ N1 p* ]" d
  m1 {: Z4 O% F& n# r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。

. g+ r- x8 K( m+ T: Y; C
3 o2 n6 {2 m# z
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。
6 A9 y+ n* ?2 u$ m$ E/ b& Y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。
+ `6 j! j' d, |, ?+ y3 x4 l4 b
" I% g% b. E* a, J7 f
$ Q7 n9 m: A6 o; ?0 O* e
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。



3 r( [) c, D3 A8 r- }) B1 C5 S1 }5 b0 X5 g" w3 STM32 ST-LINK Utility介绍
3.1 windows操作系统
* e# ~6 \5 u- M9 Q$ t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）。
( \4 `/ s+ ?! C$ I- {& A% ]  L% m

( `$ \7 ?" N: z" q& s3 \* }/ u
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。
1 ], Z" `0 c8 y, G* ^9 I0 T0 c
3.2 Ubuntu操作系统中烧录
& ~$ p) D# v+ }0 D! _+ e' \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。
( T$ w- z& t* F3 `- h& Y% V
, Y& a1 ~& Q3 u1 i

1. //安装STLINK
   - |" R  r3 p) D' T1 H
2. sudo apt install stlink-tools
   
3. 
   6 Q6 k8 @7 R1 Z) \
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
   ! G) p* [4 H4 Q) [
5. st-info --version
   
6. 
   + ^  W- l. h0 D$ e1 k, A
7. //安装STLINK-GUI界面
   - B9 [9 N& r& P
8. sudo apt install stlink-gui
   
9. 
   5 n" ]4 Y% X+ s
10. //使用命令行进行下载
    7 H! l4 i8 u$ w+ k1 P& M
11. sudo st-flash write test.bin 0x8000000

复制代码

+ j. F0 C1 z; ?2 }' z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
1 g% a( k4 w& a. |

1. whs@whs-hp:~/Downloads$ st-flash
   
2. invalid command line
   
3. stlinkv1 command line: ./st-flash [--debug] [--reset] [--format <format>] [--flash=<fsize>] {read|write} /dev/sgX <path> <addr> <size>
   7 v$ C5 F% N& i: B- {
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
   $ Q" z. i; Y9 C+ |1 V% j4 H
7. stlinkv2 command line: ./st-flash [--debug] [--serial <serial>] reset
   " G5 |9 f2 k- j5 O
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.
    
11.                        ./st-flash [--version]
      u% L, H* ~) r# l& F
12. example write option byte: ./st-flash --debug --reset --area=option write 0xXXXXXXXX
    1 V% q; h0 u5 k- g" k# J& F" ?2 e8 l- l
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
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
( y' I" v6 U* t

1. whs@whs-hp:~/STM32CubeIDE/workspace_1.6.1/Cube_fl03_led/Debug$ sudo st-flash write Cube_fl03_led.bin 0x8000000
   8 Q7 l+ a) K3 P  Y; q) d: N7 Y
2. [sudo] whs 的密码：
   $ J; G# `) J3 A' @2 @5 Y' U
3. st-flash 1.6.0
   ; I' e1 d6 ~) u4 \1 I) {: Z: b
4. 2021-08-27T00:28:36 INFO common.c: Loading device parameters....
     O5 G$ Y$ v0 B
5. 2021-08-27T00:28:36 INFO common.c: Device connected is: F1 Medium-density device, id 0x20036410
   4 l" o4 K, y% G$ K
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
   
7. 2021-08-27T00:28:36 INFO common.c: Attempting to write 15400 (0x3c28) bytes to stm32 address: 134217728 (0x8000000)
   
8. Flash page at addr: 0x08003c00 erased
   
9. 2021-08-27T00:28:36 INFO common.c: Finished erasing 16 pages of 1024 (0x400) bytes
   ; h4 `2 M2 L/ H$ ~
10. 2021-08-27T00:28:36 INFO common.c: Starting Flash write for VL/F0/F3/F1_XL core id
    - [. ?9 ^# d! w& P1 }
11. 2021-08-27T00:28:36 INFO flash_loader.c: Successfully loaded flash loader in sram
    
12. 16/16 pages written
    9 I& O2 u: Q  h: t6 n5 Y8 A
13. 2021-08-27T00:28:37 INFO common.c: Starting verification of write complete
    # g; B( }  B# O+ w! z4 e) T7 y
14. 2021-08-27T00:28:37 INFO common.c: Flash written and verified! jolly good!
    4 {0 B) [* `3 C& W5 H- y
15. whs@whs-hp:~/STM32CubeIDE/workspace_1.6.1/Cube_fl03_led/Debug$

复制代码

+ c6 R/ F* @6 @  n& T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。

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

3.2.3 使用GUI界面进行烧录
5 m( Z# A- z! B安装STLINK-GUI后，可以使用GUI程序进行下载，GUI的显示界面如下
. e+ _4 X  y4 r8 n! r# p

3 f; i  T2 \2 _0 k2 K7 Y+ S$ p
3 f0 j1 R& i/ F$ O8 a3.2.4 更多详细信息
" h/ @: S0 _) |3 Z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
, m- I" D3 O) u
4 STM32CubeProgrammer
: |7 |% c  e) P& C: b; F4.1 使用STLINK进行下载
; [: ^6 A% }9 J; J0 a' ]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。


弹出的固件需要升级的错误
, T/ `2 D; ~0 }% q- K6 B5 C. k/ V


& G" j9 w, [; l$ K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。



* T( e) }) B2 A- N6 s+ M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。
+ L+ A, V  F8 n7 }9 z0 Y
6 _5 u' i% k! Y( d8 M$ V1 P
% G" p/ \- Z9 p  ?
! t2 x" c% |3 _3 ^+ m# ^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。

/ Q  N+ E* H3 k2 J% K) ^* Z
" {# u* q$ [$ U
6 p$ ?( C) d: j5 C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。

& M: e; P$ e6 s# r
$ w; m/ e2 ?4 E7 L; Q( [
4 A0 |. L4 F3 I8 t( N$ w( j6 Y0 Y在ubuntu中此软件和windows下是相同的。
8 l9 y* D+ W7 Y. C2 e1 ?9 m
) T0 f3 e5 d5 M+ e7 W- p1 w0 H$ M. f4.2 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
$ X% E# b, o$ E" }+ n. f
) t. L/ j% U: O
, _3 f& r* D; y/ b9 J7 O2 s
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。
( D2 z3 H! J0 [1 B


3，连接成功后如下

: r7 P& l. [. X3 Z

( i1 O* f0 Q+ \4 h4，选择要下载的文件下载，下图所示已经下载成功。

/ S5 [4 N0 L% R+ a- L& x! v

' @& p: T6 q8 L/ |. N+ L1 @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。
+ j6 E. k3 _4 a$ y( ^
5 官方正版STLINK仿真器
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。

: _+ B. `5 S: \& i' i& A$ \

, g) I3 O. B1 q" ]' N( e( {8 Z" `5 x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：

8 o: h( b) n, b# r- j8 m6 O8 t
9 _/ Z2 `6 t' @7 _' _% V, G* o
; G  N1 \3 L9 J6 T6 n" O2 ~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。

5 l* \2 G; Z% J% I7 {" G5 H3 n
# @" f( s' Y2 X" t! h. s
8 {* O; p/ T9 h& U, t& ^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。



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。
  }/ G' x+ |( P3 t6 c
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。
( |# W, \/ \+ \
, F3 Y$ g: e) h' K: ]3 w/ Z

' H! V) J* W. M; q4 I0 V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 W, ]% P6 y& V/ \


) |) p$ M2 N$ n; ~6 连接异常处理
9 v" J9 M- p( }9 q, z& e6.1 能连接但下载报错解决方案
% g7 x& ]" o7 u) m+ N: s; Q/ I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。
7 y# f5 y  J  }: d" o/ \5 a* n& F
9 w7 ^: ^0 E# y& o3 T# z5 `
+ l! y/ P+ s+ k* z$ X
# S) G8 ~  d/ n+ H( F6.2 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

2 Y9 {" ~" t. D+ u/ Y

# o# J; k; ]/ c7 e! e强制烧录时报错信息如下：No target connected

) {- d6 X$ z: b7 [, f
8 a. |# P" M! O3 S: Z
报错信息Error：Flash Download failed-Target DLL has been cancelled
$ ]" F, U) I; S& l# N8 X! S
5 R2 a6 F' O) ]
% L4 m; F6 u! k2 \/ i
0 M  P9 C! ^5 e' P* s" a- T使用utility连接也会报错，报错信息如下：Cannot connect to target


8 {+ y& w3 T- L/ Y/ o, K9 r8 r7 {
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。



; X+ G" ^" s+ A& J为了验证这个想法，在程序中将A15改为B15。更改初始化函数
! y) r4 ^1 h& I8 b6 j; j5 C2 G

1. u8 DS18B20_Init(void)
   
2. {
   
3.         GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
   ) G+ @& u" `  h: S
4. 
   5 a. p# t5 y% {( I/ t
5.   RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB, ENABLE);//使能GPIOA时钟，改为使能GPIOB时钟
   % u0 m- ~6 d* r4 R
6. 
   
7.   //GPIOA15，改为了GPIOB15
   & ?& S+ U3 b5 H, t$ b9 u! k, i
8.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_15;
   
9.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;//普通输出模式
   ' P; r3 p, }9 F$ U- {6 ^- q
10.   GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽输出
    . a' q) o7 j2 y: w7 Q
11.   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//50MHz
      x" e/ X4 D; K) K1 O4 }3 V, W% F
12.   GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉
    
13.   GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化
    
14.   DS18B20_Rst();
    
15.   return DS18B20_Check();
    
16. }

复制代码

更改头文件定义
6 h2 l5 k: d/ w$ Q! k  r, e
6 g3 S! m. h4 _

1. //IO方向设置
   $ A  ~( p3 a1 e+ z+ q) b: m+ g4 d! H7 o
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
   
4. 
   9 E6 F9 K- E0 v* X% i. E& M; N
5. IO操作函数                                                                                          
   
6. #define        DS18B20_DQ_OUT PBout(15) //数据端口        PA15，改为PB15
   ; @. X  S$ M0 Y' d6 ?9 v2 {: H
7. #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。

3 v7 L8 X$ T# _% \

3 F' R& h  N" L3 F6.3 能识别到芯片，但是下载时弹出报错对话框
% ], l' T% j$ m  q7 W3 f5 J使用5.34版本的Keil，能识别到芯片，但是下载时报错 Command not supported


# u3 r: `, f4 Q- I6 R0 h
点击确认下，报另外一个错误
3 M- r) M0 l$ ?) Y
# c3 ?+ {+ p5 b. B( J, Z

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。
  k% }9 A6 A3 o8 I( |4 a  c
" T! y; Y& C9 y( s) y

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。
  }% f  V5 D; {! w) x8 S- O6 ~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

$ b4 _& |# K" F* V- M+ T5 }7 `

( m9 R5 A* s& k% e, v, z结束地址为0x8015BD0


4 j" Z1 B. f1 V! C: |: o7 n
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。
4 H2 L  J) U+ S/ |

1 k: U! _' p/ B. I( l
% J' e5 x, f8 I/ t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。
  D' ~/ a- O& U! b; e( c



) L' N) F; R6 [8 Q