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【经验分享】通过 STLINK-V3SET I2C 接口将程序下载到 SRAM 中并执行的方法

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STMCU小助手 发布时间:2022-5-26 22:31
1.引言
STM32 MCU 在 bootloader 模式下,可以通过多种可用外设(USART、CAN、USB、I2C、SPI等)将程序下载到内部存储器中,详细内容可参考应用笔记 AN2606《STM32 microcontroller system memory boot mode》。本文档主要介绍利用 STLINK-V3SET 调试/编程工具的 I2C 接口将程序下载到 SDRAM 中并执行的方法。

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2.问题描述
问题源自客户的实际需求,希望通过 I2C 接口将程序下载到 SRAM 中执行,进行芯片功能性测试。
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' X, M2 M! B$ ^5 M+ z
3.问题分析与定位
关于在 Bootloader 模式下的应用程序下载,有多篇 LAT 可参考。例如《如何使用STM32NUCLEO 板来测试串口 Bootloader》、《一种在 IAR 中实现通过 SRAM 应用程序跳转到bootloader 的方法》等。应用程序下载到 SRAM 中,也有 LAT 可参考,如《一种在 IAR 中实现通过将程序在 SRAM 中调试的方法 》。通过调研,STLINK-V3SET 支持 I2C Bootloader 程序下载,可以实现在 bootloader 模式下的将应用程序下载到 SRAM 中。
$ N: g2 _# j7 y" N( `  A
" p4 |  `0 L, s7 \1 {' O' D
4.问题解决
本文档以 NUCLEO-F401RE 开发板为例进行介绍。本文档介绍方法分为 3 个步骤,首先进行硬件配置与接线,使得 STM32F401RE 与 STLINK-V3SET 通过 I2C 相连,同时保证 STM32F401RE 复位后可进入 bootloader 模式;其次进行软件配置与编程,通过 IAR 可以将程序下载到 SRAM 中;最后通过 STM32CubeProgrammer 软件进行程序下载并运行。下边按三个步骤分别介绍。

7 `. G3 Z% }& f1 [7 L/ m
4.1 硬件配置与接线

/ P' y+ [$ n, h' E
查看 AN2606 可知,通过 Boot0,Boot1 的硬件设置(Boot0 = 1,Boot1 = 0),可使 NUCLEO板上电复位后进入 bootloader 模式。STM32F401RE 的 I2C1, I2C2, I2C3 均支持 bootloader,这里选取 I2C1 接口实现在 bootloader 模式下的程序下载功能。

* @1 [' R( w; e4 E, l
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4 J$ r7 k1 c7 b: V6 h
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8 [& I, l& G. A. x0 e5 w' @
关于 STLINK-V3SET 与 SRM32F401RE 之间的 I2C 连接,STLINK-V3SET 模块上已提供 680 欧姆上拉电阻,已通过闭合 JP10 跳线激活。同时还需要通过 NUCLEO 板为 STLINK-V3SET 提供 3.3V 供电。参考 AN2606 中 I2C 接线方式,两者的引脚接线如下表所示:

! c( Q+ ?2 z. n) t1 c9 j) ^
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. @' f; E3 x! ~  ^
最后,用一根 USB Type A 转 Micro B 的线连接 STLINK-V3SET 和 PC,同样通过调试线给STM32 NUCLEO-F401RE 供电。

  ]$ |( d( y3 v: Y% ~3 \$ q: S7 D+ m1 ^
4.2 通过 IAR 将程序下载到 SRAM 中

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(1)在工程的链接选项中选择 stm32f411xe_sram.icf 。

! ^  N& `+ C9 j0 m' N9 _2 Y5 `, q
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& ?7 {1 `& N3 r$ }$ P( ~2 }
(2)设置一下中断向量表的位置 :

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1 O. O6 A' L3 |1 I9 {
4.3 通过 STM32CubeProgrammer 将程序下载到 SRAM 中并运行

0 G$ e- X1 D" X7 w( S
由于 bootloader 使用了一部分 SRAM 程序,需要修改下地址避免冲突。参考另一篇实战经验:《一种在 IAR 中实现从在 SRAM 运行的应用程序跳转到 bootloader 的方法》,对于 SRAM 中 bootloader 区域,我们从关于 bootloader 的应用笔记可以看到以下信息 :

  L1 t$ C9 @3 D2 p' h7 m* F
640 (6).png

' J0 O) w4 L) A; o) x
8 F  E( d0 B! R: h* h4 X$ G/ ~9 n! b
从红色部分我们可以看到 bootloader 使用了一部分内部 SRAM,因此我们需要在stm32f411xe_sram.icf 中修改代码运行的起始地址来避免与 Bootloader 运行时的冲突:

' W( }1 p3 }: v
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2 m. O- T4 E/ E$ A) w7 u; O3 u" y
同时,需要修改下中断向量表的偏移量:
! l9 B% i: W; N9 p9 Q. H& B& O1 H
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$ K2 t, i/ B) u5 ?' A( T

9 |6 ?$ p$ j4 N  [, A
在应用中我们写入以下程序 ,每隔 1s 闪烁 LED 灯。
. q9 r7 ^# J  i3 [6 k1 k' b2 D
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/ L* V3 N' ~: n9 N. _3 G) L( d
最后,通过 STM32CubeProgrammer 进行程序下载。打开 STM32CubeProgrammer(版本 2.6),在 Serial number 选择 STLINK-V3SET,相关配置如图所示。端口选择 I2C,波特率设为 400KHz,地址设为 0x39(地址为 7 位,例如 STM32F401RE I2C1 地址为 0b0111001x,则 I2C 设置的地址为 0b0111001,即 0x39,不同系列 MCU 地址可能不同,请查看 AN2606)。
3 X& z' G# k# j( d
640 (2).png

4 {2 g# V, D  F  P  g: g* e. k  v
点击 Connect 后,如果连接成功,如图所示。
* Z5 u) c- y  e  m6 G3 A5 l
640 (1).png

! k" T/ g' P4 S
点击 Erasing & Programming,加载 Hex 文件,勾选 Verify programming 和 Run after programming,如下图所示。点击 Start Programming,开始程序下载。程序下载成功后,可以看到 LED2 以 1Hz 频率闪烁,同时 STM32CubeProgrammer 断开连接。若要重新连接,需要按 NUCLEO 板上的复位键,使得 MCU 进入 bootloader 模式。

, |5 x; U2 z- H* e/ s4 S7 B
640.png

7 ^& `  Q6 m3 \1 M1 s' d
5 F1 J/ `% i# m' n9 [
# W  d# n# v& G) m
小结
利用 STLINK-V3SET,通过 STM32CubeProgrammer 软件的 I2C 接口下载程序生成的 HEX 文件后,我们可以看到程序下载到 SRAM 运行之后,LED 灯每隔 1s 闪烁 1 次,应用程序下载成功。

2 v7 O; `& E8 g: p; j1 a1 M
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