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  如果遇到不清楚的概念，可以看之前的文章。

一、自舉模式

STM32有一個特殊的功能，就是可以通過不同的方式啟動程序，這就是所謂的自舉模式（Boot Mode）。

STM32的自舉模式由兩個引腳控制，分別是BOOT0和BOOT1，它們可以接到不同的電平（高電平或低電平），從而決定STM32從哪里啟動程序。

STM32有三種自舉模式，分別是：

• 主閃存模式（Main Flash memory mode）：這是默認的自舉模式，當BOOT0為低電平，BOOT1為任意電平時，STM32會從主閃存(Flash)中啟動程序。主閃存是STM32內(nèi)部的非易失性存儲器，可以通過編程工具或者內(nèi)置的串行引導加載器（serial bootloader）來燒寫程序。
• 系統(tǒng)存儲器模式（System memory mode）：這是一種特殊的自舉模式，當BOOT0為高電平，BOOT1為低電平時，STM32會從系統(tǒng)存儲器中啟動程序。系統(tǒng)存儲器是STM32內(nèi)部的只讀存儲器（ROM），其中存放了一個串行引導加載器（serial bootloader），它可以通過串口、USB或者CAN等接口來接收外部的程序，并將其寫入主閃存或者外部的存儲器設(shè)備。
• 嵌入式SRAM模式（Embedded SRAM mode）：這是一種調(diào)試用的自舉模式，當BOOT0為高電平，BOOT1為高電平時，STM32會從嵌入式SRAM中啟動程序。嵌入式SRAM是STM32內(nèi)部的易失性存儲器，它可以通過JTAG或者SWD等調(diào)試接口來加載程序。這種模式通常用于開發(fā)和測試階段，不適合生產(chǎn)環(huán)境。

自舉模式的選擇對于STM32的應用開發(fā)和調(diào)試非常重要，它可以影響STM32的啟動速度、安全性和靈活性。通過合理地利用自舉模式，可以實現(xiàn)不同的功能和需求，例如：

• 通過串行引導加載器來更新程序，無需使用專用的編程工具或者拆卸設(shè)備。
• 通過嵌入式SRAM模式來快速驗證程序的功能和性能，無需燒寫主閃存。
• 通過主閃存模式來保證程序的穩(wěn)定性和安全性，防止被篡改或者損壞。

BOOT0 和 BOOT1 這2個引腳在開發(fā)板上是會明確標注的。但是當你去看芯片的引腳分布圖時，有可能只能看到BOOT0引腳，找不到BOOT1引腳，這是因為BOOT1引腳有可能是與其他引腳復用的。

拿STM32F103C8T6來說：64KB Flash+20KB SRAM（還有64KB ROM）。它的引腳是48個，LQFP封裝，它的引腳分布圖如下：

BOOT0明確為44引腳。

BOOT1是與PB2復用的，即20引腳，在芯片手冊的引腳定義表格中可以看到：

二、程序下載

一般情況下，我們的程序是下載到Flash中的。好比你在電腦上下載安裝軟件，安裝位置一般就是SSD（與Flash類似）。

下面介紹的3中方法對應系統(tǒng)存儲期模式和Flash模式（下載方法不限于下面3種）。

2.1 概述

（1）串行引導加載器（serial bootloader）

串行引導加載器是STM32內(nèi)置的一個程序，它存放在系統(tǒng)存儲器中（ROM），可以通過串口、USB或者CAN等接口來接收外部的程序，并將其寫入主閃存或者外部的存儲器設(shè)備。

• 串行引導加載器的優(yōu)點是無需使用專用的編程工具或者拆卸設(shè)備，只需要一根數(shù)據(jù)線和一個電腦就可以完成下載。
• 缺點是速度較慢，而且需要配置好自舉模式和接口參數(shù)。

要使用串行引導加載器下載程序，需要按照以下步驟進行：

• 將STM32的BOOT0引腳接高電平，BOOT1引腳接低電平，選擇系統(tǒng)存儲器模式。
• 將STM32的串口、USB或者CAN接口連接到電腦上，并安裝相應的驅(qū)動程序。
• 打開一個串口終端軟件（如PuTTY）、USB轉(zhuǎn)串口軟件（如STSW-LINK009）或者CAN轉(zhuǎn)串口軟件（如CANalyst-II），并設(shè)置好波特率、數(shù)據(jù)位、停止位等參數(shù)。
• 復位STM32，并在終端軟件中發(fā)送一個0x7F字節(jié)，以激活串行引導加載器。
• 如果收到一個0x79字節(jié)的應答，表示串行引導加載器已經(jīng)準備好接收命令。如果沒有收到應答，可能是參數(shù)設(shè)置錯誤或者連接問題，需要檢查并重試。
• 發(fā)送一個讀取命令（0x11），并指定要讀取的存儲器地址和長度。如果收到一個0x79字節(jié)的應答，表示命令有效。如果收到一個0x1F字節(jié)的應答，表示命令無效或者地址錯誤，需要檢查并重試。
• 讀取返回的數(shù)據(jù)，并校驗其正確性。
• 發(fā)送一個擦除命令（0x43），并指定要擦除的扇區(qū)號。如果收到一個0x79字節(jié)的應答，表示命令有效。如果收到一個0x1F字節(jié)的應答，表示命令無效或者扇區(qū)號錯誤，需要檢查并重試。
• 發(fā)送一個寫入命令（0x31），并指定要寫入的存儲器地址和數(shù)據(jù)。如果收到一個0x79字節(jié)的應答，表示命令有效。如果收到一個0x1F字節(jié)的應答，表示命令無效或者地址錯誤，需要檢查并重試。
• 校驗寫入的數(shù)據(jù)，并重復上述步驟直到所有數(shù)據(jù)都寫入完成。
• 發(fā)送一個跳轉(zhuǎn)命令（0x21），并指定要跳轉(zhuǎn)的程序入口地址。如果收到一個0x79字節(jié)的應答，表示命令有效。如果收到一個0x1F字節(jié)的應答，表示命令無效或者地址錯誤，需要檢查并重試。
• 復位STM32，并將BOOT0引腳接低電平，選擇主閃存模式。
• STM32將從主閃存中啟動程序。

中間的很多步驟看起來可能比較復雜，但是通常串口下載軟件可以代替我們完成這些工作，比如FlyMCU。

（2）JTAG（Joint Test Action Group）

JTAG是一種標準的測試和調(diào)試接口，它可以通過一根多芯的數(shù)據(jù)線來連接STM32和一個編程工具（如ST-LINK、J-LINK等），并通過一個調(diào)試軟件（如Keil、IAR等）來控制STM32的運行狀態(tài)和存儲器內(nèi)容。

• JTAG的優(yōu)點是速度較快，而且可以實時監(jiān)視和修改STM32的寄存器和存儲器。
• 缺點是需要使用專用的編程工具和調(diào)試軟件，而且可能會占用一些GPIO引腳。

要使用JTAG下載程序，需要按照以下步驟進行：

• 將STM32的JTAG接口連接到編程工具上，并將編程工具連接到電腦上。
• 打開一個調(diào)試軟件，并設(shè)置好目標芯片型號、時鐘頻率、下載地址等參數(shù)。
• 選擇下載模式，并選擇要下載的程序文件。
• 點擊下載按鈕，開始下載程序到STM32的存儲器中。
• 點擊運行按鈕，開始運行程序。

（3）SWD（Serial Wire Debug）

SWD是一種簡化的JTAG接口，它只需要兩根數(shù)據(jù)線來連接STM32和一個編程工具（如ST-LINK、J-LINK等），并通過一個調(diào)試軟件（如Keil、IAR等）來控制STM32的運行狀態(tài)和存儲器內(nèi)容。

• SWD的優(yōu)點是占用引腳少，而且可以實現(xiàn)和JTAG相同的功能。
• 缺點是速度稍慢于JTAG，而且可能會影響一些GPIO引腳的功能。

要使用SWD下載程序，需要按照以下步驟進行：

• 將STM32的SWD接口連接到編程工具上，并將編程工具連接到電腦上。
• 打開一個調(diào)試軟件，并設(shè)置好目標芯片型號、時鐘頻率、下載地址等參數(shù)。
• 選擇下載模式，并選擇要下載的程序文件。
• 點擊下載按鈕，開始下載程序到STM32的存儲器中。
• 點擊運行按鈕，開始運行程序。

2.2 實操

自己去官網(wǎng)下載相應的驅(qū)動并安裝：就是ST-Link和ch340等驅(qū)動，具體取決于你使用的工具。實在不會就找你的淘寶賣家要。不展開介紹了。

拿ST-Link來說，安裝驅(qū)動后，將設(shè)備連接到電腦可以看到：

說明驅(qū)動安裝的沒問題。

2.21 SWD 方式下載（ST-Link）

這是最常用、最好用的方式之一?？梢再I正版的ST-Link，也就100來塊，或者10幾塊買個自制的那種。（正版J-Link太貴了??）

很多設(shè)置設(shè)調(diào)試的時候用的，大概介紹一下。

引腳對應接線即可：(BOOT引腳按照Flash模式接線即可)

軟件是Keil的 MDK-ARM 5.38。

首先編譯生成hex文件，前面的文章對Keil的功能已經(jīng)完整介紹過了。

在 options for target 下的Debug選項下選擇ST-Link，然后進入設(shè)置：

如果是第一次使用，有可能會提示你安裝或更新某些固件，按照指示操作即可。

進入設(shè)置會有如下4個選項：

• Debug：設(shè)置調(diào)試參數(shù)，例如復位模式、復位腳、最大時鐘頻率、SWO頻率等。這些參數(shù)會影響調(diào)試器和目標板之間的通信和同步。
• Trace：設(shè)置是否啟用跟蹤功能，以及選擇跟蹤模式、跟蹤端口、跟蹤時鐘頻率等。跟蹤功能可以實現(xiàn)對目標板的實時監(jiān)視和分析，例如顯示程序執(zhí)行流程、函數(shù)調(diào)用棧、變量值等。
• Flash Download：設(shè)置是否在調(diào)試前自動下載程序到目標板的存儲器中，以及選擇要下載的存儲器設(shè)備和算法。這些設(shè)置會影響下載速度和成功率。
• Pack：設(shè)置是否使用軟件包中提供的調(diào)試定義，以及選擇要使用的軟件包和配置文件。這些定義會提供調(diào)試連接和跟蹤功能的配置設(shè)置。

Debug：

• Debug Adapter 和 SW Device 是你的ST-Link參數(shù)，只要你的ST-Link質(zhì)量沒問題、BOOT引腳設(shè)置正確、接線正確、板子正常、安裝了驅(qū)動，那么這里就會顯示相關(guān)信息，否則請逐一排查問題。
• Target Com：
  • port 用于選擇端口類型，我使用的是SWD（2跟線的，SWDIO和SWCLK）。
  • clock是時鐘設(shè)置，可以設(shè)置調(diào)試的速度。 Req：請求頻率 Selected：實際頻率。
• Debug： 這是調(diào)試設(shè)置，根據(jù)需要設(shè)置即可。
  

Trace：

• Core Clock：核心時鐘頻率。設(shè)置跟當前板子相同的時鐘頻率，可以在調(diào)試時按實際運行時間進行追蹤調(diào)試。
• Trace Enable：使能追蹤功能。
  

Flash Download：

• Download Function：
  • Erase Full Chip：擦除整片
  • Erase Sectors：擦除部分
  • Do not Erase：不擦除
  • 勾選Erase Full Chip時，每次下載時，都會對整片F(xiàn)lash進行擦除操作。勾選Erase Sectors時，下載時只會擦除使用到的扇區(qū)。勾選Do not Erase時，則下載時不擦除原本代碼。
  • Program：燒錄
  • Verify：校驗
  • Reset and Run：復位并運行
  • 勾選Program時，下載時才會把代碼寫入Flash，否則不寫入。勾選Verify時，則在燒錄代碼后，對代碼進行校驗。某些場合下不能檢驗，比如代碼段跟數(shù)據(jù)段分開下載，代碼里不包含數(shù)據(jù)部分，而工程里配置的代碼段又包含數(shù)據(jù)段時，此時如果進行校驗，可能會因為數(shù)據(jù)內(nèi)容不一致導致校驗失敗。勾選Reset and Run時，則在下載完成后立即復位運行代碼，不勾選時則需要手動復位運行。
• Programming Algorithm：設(shè)置要下載的存儲器設(shè)備和算法，以及選擇要下載的扇區(qū)和地址范圍。一般選擇與目標板匹配的存儲器設(shè)備和算法。比如STM32F103C8T6就選擇中等容量（雖然它是64K不是128K）
  

Pack : 芯片對應的Pack

全部設(shè)置完成后，點擊Download即可下載：

下載完之后，按下板子上的reset即可運行你的、正確的程序。

2.22 串口下載

這種方式只需要串口轉(zhuǎn)USB即可完成，成本很低，是通過系統(tǒng)存儲中的程序（串行引導加載器），將程序下載到Flash中的方式。

• BOOT設(shè)置：BOOT0=1，BOOT1=0

• 接線：USB轉(zhuǎn)串口的TX和RX分別與板子的RX（PA10）和TX（PA9）相連（不是同名相連哦），電源正常接線。

• 軟件：FlyMCU

首先搜索串口，選擇有USBxxxCH340字樣的端口。

讀取器件信息示例（需要按一下reset）：這說明連接正常，顯示的信息不一定準確哦，具體看Datasheet。

下載程序：

選擇Keil生成的hex文件，點擊開始編程即可，設(shè)置按照上圖。

• 這里是 FlyMcu 對一鍵下載電路的控制過程，其實就是控制DTR和RTS電平的變化，控制BOOT0和RESET，從而實現(xiàn)自動下載。
• STM32每次下載程序時，需要先將整片擦除，擦除速度比較慢，整個過程可能需要幾十秒鐘時間。
• 下載成功后，會出現(xiàn)“共寫入 xxxx KB，進度100%，耗時 xxxx 毫秒”的提示，并且下方的進度條會全綠。

程序是下載到Flash的，所以下載完后，記得把BOOT0設(shè)為0。

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到了這里，關(guān)于【STM32】自舉模式 和 程序下載（ST-Link和串口示例）的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！